合成氨硝酸工业页题

1、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

2、 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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、 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

8、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

9、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

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