合成氨硝酸工业页题

合成氨、硝酸工业合成氨、硝酸工业(页题页题) 合成氨、硝酸工业 A 组 1工业上用氢气合成氨，氢气的主要来源是 A水和燃料B电解水C锌与稀硫酸反应D液 化空气 2工业上合成氨，为了兼顾反应速率、化学平衡和设备条件等 因素，我国目前一般采用的压强和温度 A常温常压B1000， 1MPaC100， 0.1MPaD 500，2050MPa 3工业上合成氨时一般采用 500左右的温度，其原因是 适当提高 NH3 的合成速率 适当提高 H2 或 NH3 的转化 率 提高 NH3 的产率 催化剂在 500左右活性最 大 ABCD 4合成氨工业常用的 N2 和 H2 在进入合成塔前，必须除去所含 各种杂质，是为了 A提高 N2、H2 浓度B减少副反应 C防止催化剂中毒D有利于平衡向右移动 5从 N23H22NH3（正反应放热）的反应看，为了提高氨的平 衡浓度，可选用的条件有 A升温、 加压B降温、 加压C升温、降压D降 温、降压 6合成氨时使用催化剂的作用是 A提高 N2、H2 的浓度B提高 NH3 平衡浓度 C缩短达到化学平衡的时间D提高合成氨的单位时间产 量 7下面是合成氨的简要流程示意图： 沿 X 路线回去的物质是 AN2 和 H2B催化剂CN2DH2 8下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气 B加压有利于氨的合成 C加催化剂有利于氨的氧化 D500左右比室温更有利于合成氨的反应 9对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述 中正确的是 A都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响 B都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时 间 C都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状 态有影响 D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作 用 10下列有关合成氨工业的说法中，正确的是 A从合成塔出来的混合气体， 其中 NH3 只占 15， 所以生产氨 的工厂的效率很低 B由于氨易液化，N2、H2 是循环使用，所以总体来说氨的产率 很高 C合成氨工业的反应温度控制在 500左右，目的是使化学平 衡向正反应方向移动 D合成氨厂采用的压强是 2050MPa，因为该压强下铁触媒的 活性最大 11用焦炭、水、空气为原料制氨的化学方程式如下： 参加反应的焦炭与氨气的物质的量之比是 A34B32C23D12 12NO2 溶于水制硝酸的反应为 3NO2（g）H2O（l）2HNO3 NO（ g） （正反应放热） ，为了提高硝酸的产率，硝 酸厂实际生产中均采用的措施是 A升温B加压C通入过量 O2D降温 13将一定量的氨完全氧化而转化为 HNO3，且使之全部溶解在 反应生成的水中，则此硝酸溶液中溶质的质量分数为 A75.8B76.8C77.8D78.8 14将一定量的 NH3 完全氧化成硝酸并全部溶解在反应生成的 水中， 所得这种硝酸的质量百分比浓度为。 （精确到 0.1%） 。 15某化肥厂用 NH3 制硝酸，再进一步制 NH4NO3。已知由 NH3 制 HNO3 时产率为 88%，由 NH3 与 HNO3 反应制 NH4NO3 时产率为 98%，用 100t NH3 制硝酸铵时，用于制 HNO3 的氨为t，可 制出 NH4NO3t。 16在合成塔反应中，入口气体体积比为 N2H2NH3618 1，出口气体体积比为 N2H2NH39278。则 H2 的转化率 为。 17已知 N23H22NH3（正反应放热） ，请回答： （1）从影响速率的因素分析，要有利于 NH3 生成，理论上应采 取的措施是_， 从影响平衡的因素分析， 要有利于 NH3 生成， 理论上应采取的措施是_，而实际生产中采取的措施 是。 （2）在实际生产的合成氨过程中，要分离出氨气，目的 是。 18利用天然气合成氨的工艺流程示意如下： 依据上述流程，完成下列填空： （1）天然气脱硫时的化学方程式是 （2）n mol CH4 经一次转化后产生 CO 0.9n mol、产生 H2 mol（用含 n 的代数式表示） （3）K2CO3（aq）和 CO2 反应在加压下进行，加压的理论依据 是（多选扣分） （a）相似相溶原理（b）勒沙特列原理（c）酸碱中和 原理 （4）由 KHCO3 分解得到的 CO2 可以用于 （写出 CO2 的一种重要用途） 。 （5） 整个流程有三处循环， 一是 Fe(OH)3 循环， 二是 K2CO3 （aq） 循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质） 。 19某工厂以天然气、水蒸气和空气为原料加能源合成氨的流程 如下： 上述流程中外热式一级烃转化器： 系指以 CH4 为燃料在烃气转化 器外面加热使之维持800高温的工业装置。 内热式二级烃气转化器： 系指以 H2 在装置内燃烧为能量维护一级烃气转化器所生成的 CO 与 H2O（气）反应生成 CO2 和 H2 所需 1000高温的装置。 在编号为 iv 的反应器中发生如下反应： ACH42O2CO22H2OBCH4H2O（g）CO 3H2 C2CH43H2O（g）COCO27H2DK2CO3CO2H2O 2KHCO3 ECOH2O（g）CO2H2热F2H2O22H2O （1）填写下列空白： 甲：反 应 A 发生在编号为的反应器中，它 的作用是。 乙：反应 F 发生在编号为的反应器中，它的作用 是。 丙：属于制备合成氨原料气的反应有（填编号） ，反应 D 的 作用是。 （2）为什么转化反应要分两步第一步在 400时进行，第 二步在 200时进行? 20 今有某学生设计的用氨催化氧化法制取少量 HNO3 溶液的实 验装置，如下图所示。 请回答下列问题： （1）实验室制备 NH3，下列方法中适宜选用的是_（填序 号） 固态氯化铵与熟石灰混合加热固态氯化铵加热分解 生石灰中滴加浓氨水氯化铵溶液与氢氧化钠 溶液共热 （ 2 ） 装 置 B 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _； 在实验过程中，加热 Pt 丝红热后，移去酒精灯，发现 Pt 丝还继 续保持红热，由此可判断该反应是_。 （3）装置 C 的作用是_；装置 C 中的现象 是_；为确保 D 中尽可能多生成 HNO3，所通入 O2 和 NH3 的体积比应大于_。 （4）氨在高温下催化氧化时还常有副反应发生：4NH33O22N2 6H2O。若忽略装置中残留的气体体积，测得 D 中有 10molL 的 HNO3 溶液 150mL， 气球中收集的混合气体体积为 1400mL(标准状况)， 其中 NO2、O2 与 N2 的体积比为 2：2：1，则氧化成 NO 的氨占被氧 化的氨的体积分数为_。 21合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的 两种重要用途。 实 验 室 制 备 氨 气 ， 下 列 方 法 中 适 宜 选 用 的 是。 固态氯化铵加热分解固体氢氧化钠中滴加浓氨水 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热固态氯化铵与氢氧化钙 混合加热 III为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下 装置（图中夹持装置均已略去） 。 实验操作 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹 a、b、c、d、e。在 A 中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹 c、d、e， 则 A 中有氢气发生。在 F 出口处收集氢气并检验其纯度。 关闭弹簧夹 c，取下截去底部的细口瓶 C，打开弹簧夹 a，将 氢气经导管 B 验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶 C，塞紧瓶塞， 如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。 用酒精灯加热反应管 E，继续通氢气，待无底细口瓶 C 内水 位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹 b，无底细口瓶 C 内气体经 D 进入反应管 E，片刻后 F 中的溶液变红。 回答下列问题： （1）检验氢气纯度的目的是。 （2）C 瓶内水 位下降到液面保持不变时，A 装置内发生的 现象是，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹 簧夹 b 的原因是，C 瓶内气体的成份 是。 （3）在步骤中，先加热铁触媒的原因是。反应 管 E 中发生反应的化学方程式是。 22某合成氨厂，日生产能力为 30 吨，现以 NH3 为原料生产 NH4NO3，若硝酸车间的原料转化率为 92，氨被吸收为 NH4NO3 的 吸收率为 98，则硝酸车间日生产能力应为多少吨才合理? 23氨氧化法可制得 50%的 HNO3，加脱水剂可进一步制得 90% 的 HNO3。某工厂同时生产 50%的 HNO3 与 90%的 HNO3，两种产品 的质量比为m1/m2x （其中m1为50% HNO3的质量， m2为90%HNO3 的质量） 。若以 17t 液氨为原料生产： （1）导出理论上所需水量 y（L）与质量 x 的数学表达式（假定 NH3 的转化率为 100%） 。 （2）根据导出的数学关系式求出只生产 50% HNO3 的所需的水 量与只生产 90% HNO3 的所需的水量。 （3）质量比为多少时，进出的水量保持平衡？此时两种产品的 总质量为多少？ 24合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，下表表示在 一定温度和压强作用下达到动态平衡时氨的含量。 达到平衡时混合气 中氨的含量（体积百分比） （氮气和氢气的体积比是 13） 右图是一透热性能很好的坚固容器，活塞 C 可左右移动。其总体 积为 44.8L，现将 400、300 大气压的氢气 33.6L 和 400、300 大 气压的氮气 11.2 L 充入容器中，当两者反应达到动态平衡时，若保持 混合气体的压强仍为 400和 300 大气压，求： （1）容器是向外界放热，还是吸热？ （2）试计算充入容器中氮气质量是多少克？ （3）活塞 C 要向左倒移动的距离与容器全长之比是多大？ 25合成氨原料可以由天然气制取其主要反应为：CH4（g） H2O（g）CO（g）3H2（g） （1） 1m3 （标准状况） CH4 按上式完全反应， 产生 H2mol。 （2）CH4 和 O2 的反应为：2CH4（s）O2（s）2CO（g） 4H2（s） 。 设 CH4 同时和 H2O（g）及 O2（g）反应，1m3（标准状况）CH4 按 上 述 两 式 完 全 反 应 ， 产 物 气 体 的 体 积 （ 标 准 状 况 ） 为。 （3）CH4 和 H2O（g）及富氧空气（O2 含量较高，不同富氧空 气氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如下表： 气体 CO H2 N2 O2 体积/L 25 60 15 2.5 计算该富氧空气中 O2 和 N2 的体积比 V(O2)V(N2)。 （4）若 CH4 和 H2O（g）及富氧空气混合反应的产物中，V(H2) V(N2)31（合成氨反应的最佳比） 。 则反应中的 H2O（g）和富氧空气的体积比为何值？ 26工业中通过如下系列反应以天然气为原料生产 氨气； CH4H2OCO3H2（a） 2CH4O22CO4H2（b） COH2OCOH2（c） N23H22NH3（d） 假定 （i） 只发生上述化学反应， 以及对二氧化碳的化学吸收， （ii） 天然气只含有甲烷， （iii）空气含有 0.80 摩尔分数的氮气和 0.20 摩尔 分数的氧气， （iv）甲烷在过程（a）和（b）中的转化率是利用调节 通入反应（b）中的氧气量来控制的，即通入适量的空气使氮气和氢 气的摩尔比刚好保持在 13； 同时还考虑反应的总效率， 即