合成氨的工业简述 合成氨工业的简要流程图: (1)原料气的制取. N2:将空气液化.蒸发分离出N2.或将空气中的O2与碳作用生成CO2.除去CO2后得N2. H2:用水和焦炭在高温下制取.如 (2)制得的N2.H2需净化.除杂.再用压缩机压缩至高压.因为若有杂质存在可使催化剂失去催化作用.也称使催化剂“中毒 . (3)在适宜条件下.在氨合成塔中进行合成. (4)氨的分离:经冷凝使氨液化.将氨分离出来.提高原料的利用率.并将未反应的H2.N2循环送入合成塔.使其充分利用. [重点难点解析] 重点:理解应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件. 难点:根据各种影响反应进行的因素选取反应综合条件. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ?H=—92.4kJ?mol?1
一种工业合成氨的简易流程图如下:

(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:                                 
(2)步骤II中制氯气原理如下:

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是           
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为            
(3)下左图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:           
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下右图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)            ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:                                                  

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合成氨的发明是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。以下是与NH3相关的工业过程示意图。

已知:CH4(g) + 2O2(g) ==CO2(g)+2H2O(g)

△H = — 890kJ/mol

   2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)

△H = — 566.0 kJ/mol

     2H2(g) + O2(g) ==2H2O(g)

△H = — 571.6 kJ/mol

(1)请写出CH4(g)与O2(g)反应生成CO(g)    和H2(g)的热化学反应方程式:

            _ 

(2)生产中涉及H2和CO2的分离。你认为可取

的方法是(填代号)        

  

A.在加压条件下用水吸收CO2

   B.用NaOH溶液吸收CO2

   C.加压,使CO2液化

(3)直接供氨式燃料电池在碱性条件下的负极反应为:               

(4)合成尿素的反应分两步进行:

①CO2(g)+ 2NH3(g) H2NCOONH4(aq)△H = — 159.47kJ/mol

              (氨基甲酸铵)

②H2NCOONH4(aq) CO(NH2)2(aq)+ H2O(l)△H = + 28.49kJ/mol

  在生产条件下,单位时间内获得尿素的产

量与压强和n(NH3):n(CO2)的关系如右图

所示。生产过程中n(NH3):n(CO2)的最佳

配比为      ,而实际生产往往使

n(NH3):n(CO2)≥3,这是因为

              _ 

在得到的尿素溶液中会含有少量的氨

基甲酸铵,除去这种杂质最简便的方法是                    

(5)将氨分为两部分,一部分经逐级氧化吸收转化为硝酸,另一部分又与HNO3反应生成NH4NO3。若HNO3与NH3的反应是完全的,有标准状况下78.4LNH3经上述反应过程生成120g NH4NO3。则NH3转化为HNO3的转化率为            _   

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(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ?H=—92.4kJ?mol?1
一种工业合成氨的简易流程图如下:

(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:                                 
(2)步骤II中制氯气原理如下:

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是           
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为            
(3)下左图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:           
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下右图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)            ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:                                                  

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工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图1所示.

(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,粗制后可得饱和NaCl溶液,精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性.请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式:
Ba2++CO32-=BaCO3↓;Ca2++CO32-=CaCO3↓;
Ba2++CO32-=BaCO3↓;Ca2++CO32-=CaCO3↓;

(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4、Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备?
(填“能”或“否”),原因是
如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀,产品不纯
如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀,产品不纯

(3)氯化钠是重要的氯碱工业化工的原料.电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽.离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是
B
B

A.Cl-      B.Na+       C.OH-        D.Cl2
(4)饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为
氧化反应,2Cl--2e-=Cl2
氧化反应,2Cl--2e-=Cl2
,与电源负极线连的电极附近溶液pH
变大
变大
(变大、不变、变小).
(5)氯化钠的可用于生产纯碱,我国化学家侯德榜改革国外生产工艺,生产流程简要表示如图2:

①上述生产纯碱的方法称
联合制碱法
联合制碱法
,副产品的一种用途为
做化肥
做化肥

写出上述流程中X物质的分子式
CO2
CO2
.使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了
(填上述流程中的编号)的循环.从沉淀池中取出沉淀的操作是
过滤
过滤

②合成氨原料气中氮气制备的方法之一为
液态空气依据沸点分离
液态空气依据沸点分离
,另一原料气氢气的制取化学方程式为
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2,CO+H2O
 高温 
.
 
CO2+H2
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2,CO+H2O
 高温 
.
 
CO2+H2

③沉淀池中发生的化学反应方程式是
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3
.要实现该反应,你认为应该如何操作:
向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体
向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体

④为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加
用硝酸酸化的硝酸银,观察产生白色沉淀
用硝酸酸化的硝酸银,观察产生白色沉淀

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工业上合成氨的原料之一——氢气,有一种来源是石油气,例如烷烃。根据以上叙述,回答下列问题:

(1)有人设计了以下反应途径,假设反应都能进行,你认为最合理的是(    )

A.C3H83C+4H2

B.C3H8C3H6+H2

C.C3H8+6H2O3CO2+10H2

D.3C3H8+10O39CO2+12H2O

2H2O2H2↑+O2

(2)按以上最合理的反应途径,理论上用1 mol丙烷可制得氨(    )

A.4 mol                 B.6.7 mol                C.10 mol                D.2.7 mol

(3)该合理的反应途径最显著的优点是(     )

A.简单易行                                 B.制得的H2纯度高

C.制取的H2产量高                       D.可同时获得大量热能

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