课题2 人工固氮技术——合成氨知识点题库

下列过程属于“氮的固定”的是（）

A . 氮气经加压、降温转变为液态氮 B . N₂和O₂经放电生成NO C . NH₃催化氧化生成NO和H₂O D . NH₃被H₂SO₄硫酸吸收生成(NH₄)₂SO₄

下列说法不正确的是

A . 所有的复分解反应都是非氧化还原反应 B . 使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定 C . 静电除尘利用了胶体能发生电泳的性质 D . 液氨、液氯、液态氯化氢都是非电解质

关于氨的合成工业的下列说法正确的是(　　)

A . 从合成塔出来的气体，其中氨气一般占15%，所以生产氨的工业的效率都很低 B . 由于NH₃易液化，N₂、H₂可循环使用，则总的说来氨的产率很高 C . 合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃左右，目的是使平衡向正反应方向进行 D . 合成氨工业采用10 MPa～30 MPa，是因该条件下催化剂的活性最好

下列反应中，起固氮作用的是（　　）

A . NH₃经催化氧化生成NO B . NO与O₂反应生成NO₂ C . N₂与H₂在一定条件下反应生成NH₃ D . 由NH₃制碳酸氢铵和硫酸铵

氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题．

（1）如表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值．

反应

大气固氮

N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）

工业固氮

N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）

温度/℃

2000

400

450

3.84×10^﹣³¹

0.1

5×10⁸

0.507

0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于（填“吸热”或“放热”）反应．

②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因　．

③从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因．

（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N₂的平衡转化率在不同压强（р₁、р₂）下随温度变化的曲线，如图所示的图示中，正确的是　　（填“A”或“B”）；比较р₁、р₂的大小关系．

（3）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如C所示，阴极的电极反应式是　．

（4）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N₂（g）+6H₂O（1）⇌4NH₃（g）+3O₂（g），则其反应热△H= ．

（已知：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣92.4kJ•mol^﹣¹ ， 2H₂（g）+O₂（g）⇌2H₂O（l）△H=﹣571.6kJ•mol^﹣¹）

下列过程属于人工固氮的是（　　）

A . 分离液态空气制氮气 B . 闪电时N₂ 转化为NO C . 合成氨 D . 豆科作物根瘤菌将N₂ 转化为NH₃

下列有关工业生产的叙述正确的是（　　）

A . 合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好 B . 硫酸工业中，使用催化剂是为了提高SO₂转化为SO₃的转化率 C . 电解精炼铜时，精铜作阴极 D . 电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl₂进入阳极室

合成氨工业有下列生产流程，其先后顺序为（　　）

①原料气制备 ②氨的合成 ③原料气净化和压缩 ④氨的分离．

A . ①②③④ B . ①③②④ C . ④③②① D . ②③④①

贵州开磷（集团）有限责任公司按照循环经济的发展理念，将工业合成氨与制备甲醇进行联合生产，现已具备年产60万吨合成氨、38万吨甲醇的生产能力．其生产流程如图1：

请回答下列问题：

（1）工业生产时，水蒸气可与煤粉反应制备H₂ ，反应的化学方程式为　；

（2）工业制取氢气的另一个反应为：CO+H₂O（g）⇌CO₂+H₂ ．在T℃时，往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气，反应达平衡后，体系中c（H₂）═0.12mol•L^﹣¹ ．该温度下此反应的平衡常数K= （填计算结果）；

（3）若在恒温恒容的容器内进行反应CO（g）+2H₂ （g）⇌C H₃OH（g），在密闭容器中开始只加入CO、H₂ ，反应10min后测得各组分的浓度如下：

物质	H₂	CO	C H₃OH
浓度/（mol•L^﹣¹）	0.20	o.10	o.40

①该时间段内反应速率v（H₂）= ；

②该反应达到平衡状态的标志是（填字母序号）；

A．有1个H﹣H键生成的同时有3个C﹣H键生成

B．CO的百分含量保持不变

C．容器中混合气体的压强不变化

D．容器中混合气体的密度不变化

（4）已知在常温常压下：

①2C H₃OH（l）+3O₂ （g）⇌2CO₂ （g）+4H₂ O（g）△H₁=﹣1275.6kJ/mol

②2C O（l）+O₂ （g）⇌2CO₂ （g）△H₂=﹣566.0kJ/mol

③H₂O （g）⇌H₂ O（l）△H₃=﹣44.0kJ/mol

写出甲醇不完燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式　；

（5）N₂和H₂以铁作催化剂从145℃就开始反应，不同温度下NH₃的产率如图2所示．温度高于900℃时，NH₃产率下降的原因是；生产过程中合成气要进行循环，其目的是．

下列过程不属于氮的固定的是（）

A . 工业合成氨 B . 工业上用氨催化氧化法制备硝酸 C . 闪电导致雷雨中含有硝酸 D . 豆科植物的根瘤菌制造含氮化合物

1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法．

（1）某温度时，N₂与H₂反应（可逆反应）过程中的能量变化如图1所示．
①写出合成氨的热化学方程式．
②下列叙述正确的是．
A．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
B．在密闭容器中加入28gN₂、6gH₂ ，充分反应放出的热量小于92kJ
C．由图可知，断开1molN≡N键与3molH﹣H键吸收的能量和小于形成6molN﹣氮氢键所放出的能量
D．反应物的总能量低于生成物的能量
（2）在一容积为4L的密闭容器中，加入0.4molN₂和1.2molH₂ ，在一定条件下发生反应，反应中NH₃的物质的量浓度变化情况如图2所示．据图计算从反应开始到平衡时，平均反应速率ʋ（H₂）为 mol/（L•min），平衡时，c（N₂）为．
（3）哈伯因证实N₂、H₂在固体催化剂（Fe）表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖．若用分别表示N₂、H₂、NH₃和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程可用如图表示．吸附后，能量状态最高的是（填字母序号）．

工业上以N₂、H₂为原料制取硝酸铵的流程如图所示．

回答下列问题：

（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是．
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是，吸收塔中还需补充空气的目的是．
（3）若输送NH₃的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为．
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3：2的H₂和N₂混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H₂的转化率为．
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图所示）．温度较低时以生成为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是．
（6）若N₂、H₂合成氨时，H₂的转化率为60%，NH₃催化氧化制HNO₃时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计．则10tH₂最多可以制取 t硝酸铵．

下列关于化工生产原理的叙述中，符合当前工业生产实际的是（　　）

A . 氯碱工业中，氢氧化钠在电解槽的阳极区产生 B . 硫酸工业中，二氧化硫催化氧化使用催化剂，可增加二氧化硫的转化率 C . 合成氨工业中，利用氨易液化，分离出N₂、H₂循环使用，可提高氨的产率 D . 接触法制硫酸中三氧化硫用水吸收制成浓硫酸

研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是（）

A . 雾和霾的分散剂相同 B . 雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C . NH₃是形成无机颗粒物的催化剂 D . 雾霾的形成与过度施用氮肥有关

下列叙述不属于固氮的是（）

A . 工业上合成氨 B . NH₃经催化氧化生成NO C . 闪电时，大气中生成NO D . 豆科植物根部的根瘤菌使空气中的氮气转变为铵态氮肥

氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程。下列说法错误的是（）

图片_x0020_100007

A . 过程①“雷电作用”中发生的反应是N₂+O₂ $\text{[math]}$ 2NO B . 过程③“固氮作用”中，氮气被还原 C . 过程⑤中涉及的反应可能有2NO $\text{[math]}$ +O₂=2NO $\text{[math]}$ D . 过程⑥中涉及的反应可能有2NO $\text{[math]}$ +12H⁺=N₂↑+6H₂O

据文献报道，金红石 $\text{[math]}$ 表面催化氮气固定机理如图所示，下列叙述错误的是（）

A .

是反应中间体 B . 该催化固氮总反应为 $\text{[math]}$ C . 整个催化过程中存在 $\text{[math]}$ 键的断裂和生成 D . 催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的△H

下列说法正确的是（）

A . 大自然通过闪电释放的能量可实现氮的固定 B . 人工肺中的硅橡胶(如图)是一种新型无机非金属材料 C . 硫酸亚铁和石灰乳可以混合制成一种常用的农药——波尔多液 D . 我们日常使用的电能主要来自火力发电，使化学能直接转化为电能

下列过程属于人工固氮的是（）

A . 工业合成 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 被催化氧化为 $\text{[math]}$ C . 用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成尿素 D . 浓 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$

工业上，合成氨反应 $\text{[math]}$ ，在催化剂表面的微观历程及能量变化如图所示，下列说法错误的是（）

A . ①→②可表示 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 化学键的断裂，该过程吸收能量 B . ①→②→③的过程中有非极性键的断裂和形成 C . 合成氨反应属于氮的固定，是放热反应 D . 合成氨过程中催化剂参与了反应

课题2 人工固氮技术——合成氨 知识点题库

课题2 人工固氮技术——合成氨知识点题库