课题2 人工固氮技术——合成氨 知识点题库

（1） 半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入溶液中（填写试剂名称），出现，可以证明有硫化氢存在．

（2）

半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H₂O CO₂+H₂ ， 若半水煤气中V（H₂）：V（CO）：V（N₂）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H₂）：V（N₂）=．

（3） 碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：

	Na2CO3	K2CO3
20℃碱液最高浓度（mol/L）	2.0	8.0
碱的价格（元/kg）	1.25	9.80

若选择Na₂CO₃碱液作吸收液，其优点是；缺点是．如果选择K₂CO₃碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？写出这种方法涉及的化学反应方程式．

（4）

以下是测定半水煤气中H₂以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H₂以及CO的体积分数．

①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、方框中．

②该实验方案中，步骤（选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H₂的体积分数．

（1） 原料气进入压缩机前需要进行净化处理，其目的是．制备氨合成塔的材料（填“能”或“不能”）使用普通的碳素钢．

（2） N₂、H₂混合气体经压缩后再送入氨合成塔，优点是． 某整个生产中循环使用某些原料可提高生产效益，能循环利用的物质是．

（3） 请按要求填写下列空白．

①沉淀池中的离子方程式：．

②生产尿素的化学方程式：．

（4） 在较低温度下，可从沉淀池的溶液中分离出一种副产品由此可推断，低温下NH₄Cl的溶解度很可能（填“小于”或“大于”）NaCL．NH₄Cl是一种氮肥，但长期施用易使土壤酸化，用离子方程式表示其原因．

（5） 以焦炭、水为原料制备H₂ （碳转化为CO₂ ， 则1000g纯度为a%（（杂质不与水反应）焦炭最多可制备 g尿素（已知合成氨时h₂的利用率为b%、合成尿素时NH₃的利用率为c%）

（1） 合成氨反应中使用的催化剂是（填名称），该反应温度一般控制在500℃，主要原因是。

（2） 下列措施，既能加快合成氨反应的反应速率，又能增大反应物转化率的是（_____）

（3） 在t₂时刻，将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件下不变的情况下，t₃时刻达到新的平衡状态，之后不再改变条件。请在下图中补充画出从t₂到t₄时刻正反应速率随时间的变化曲线。

（4） 常温下，在氨水中加入一定量的氯化铵晶体，下列说法错误的是（________）

（5） 石蕊（用HZ表示）试液中存在的电离平衡HZ（红色）ƒ H⁺ + Z^-（蓝色）。通入氨气后石蕊试液呈蓝色，请用平衡移动原理解释。

（1） 工业上用氢气和氮气直接合成氨，写出反应的化学方程式。氨气极易溶于水，水溶液显  性，能使酚酞溶液变色，使湿润的红色石蕊试纸变色。

（2） 氮的氧化物有多种，一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物。氨气在催化剂作用下可被氧化生成一氧化氮，一氧化氮气体与空气变色，原因是（用化学方程式表示）；二氧化氮易溶于水并与水反应，此反应的氧化剂是，还原剂是，氧化剂和还原剂的质量之比为

（1） 氨气分解反应的热化学方程式如下：2NH₃（g） N₂（g）+3H₂（g）ΔH。若：N N键、H—H键和N—H键的键能值分别记作a、b和c（单位,kJ•mol^-1），则上述反应的ΔH=（用含（a、b、c的代数式表示）kJ•mol^-1。

（2） 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。某温度下，用等质量不同金属分别催化等浓度的氨气，测得氨气分解生成氢气的初始速率（单位mmol•min^-1）与催化剂的对应关系如表所示。

催化剂	Ru	Rh	Ni	Pt	Pd	Fe
初始速率	7.9	4.0	3.0	2.2	1.8	0.5

①在不同催化剂的催化作用下，氨气分解反应的活化能最大的是（填写催化剂的化学式）。

②温度为T时．在恒容的密闭容器中加入2molNH₃此时压强为p₀用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气的转化率为50%.，则该温度下反应2NH₃（g） N₂（g）+3H₂（g）的化学平衡常数K_p=。（用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压p_分＝气体总压P_总×体积分数）

（3） 关于合成氨工艺的理解，下列说法错误的是____________（填字母）。

（4） 电化学法合成氨：利用低温固体质子导体作电解质，用Pt—C₃N₄作阴极，催化电解H₂（g）和N₂（g）合成NH₃原理示意如图所示。

①Pt—C₃N₄ ， 电极上产生NH₃的电极反应式为。

②实验研究表明，当外加电压超过一定值后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因：。