《合成氨条件》练习题及答案

时间：2021-06-15 18:11:12 试题我要投稿

《合成氨条件》练习题及答案

　　基础练习

　　一、选择题

　　1、合成氨工业有下列生产流程：①原料气的制备 ②氨的合成 ③原料气的净化和压缩 ④氨的分离。其先后顺序是( )。

　　A、①②③④ B、④③②① C、①③②④ D、②③④①

　　答案：C

　　2、工业上合成氨采用500℃左右的温度，其原因是①适当加快NH3 的合成速率；②提高H2的转化率；③提高氨的产率；④催化剂在500℃左右时其活性最好( )。

　　A、① B、①③ C、①④ D、②③④

　　答案：C

　　3、有平衡体系CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)(正反应为放热反应)，为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是( )。

　　A、高温、高压 B、适当温度、高压、催化剂C、低温、低压 D、低温、高压、催化剂

　　答案：B

　　4、在密闭容器中进行合成氨反应，达到平衡后，将平衡体系中各物质的浓度增加到原来的2倍，则产生的结果是( )。

　　A、平衡向正反应方向移动 B、平衡向逆反应方向移动C、平衡不移动 D、NH3的质量分数增加

　　答案：A

　　5、合成氨所需的氢气可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO+H2O(气)CO2+H2(正反应为放热反应)。欲提高CO转化率可采用的方法是( )。

　　①降低温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④增大CO的浓度 ⑤增大水蒸气的浓度

　　A、①②③ H、④⑤ C①⑤ D、⑤

　　答案：C

　　二、填空题

　　6、(1)合成氨工业中，选择的适宜条件为____________________。

　　(2)合成氨时，原料气必须净化的原因是____________________。

　　(3)工业上用焦炭、水、空气为原料制氨时，碳与氨的物质的量之比为__________，有关方程式为 ______________________________。

　　答案：(1)2×107～5×107pa，500℃，Fe作催化剂

　　(2)防止杂质使合成氨所用的催化剂“中毒”

　　(3)3：4;C+H2O(气) CO+H2，CO+H2O CO2+H2，N2+3H2 2NH3

　　7、在密闭容器内，使1mo1N2和3mo1H2混合发生下列反应：3H2+N22NH3(正反应为放热反应)。

　　(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比是__________。

　　(2)当升高平衡体系的温度(保持体积不变)，则混合气体的平均式量__________，密度__________。

　　(3)当达到平衡时，充人N2并维持压强不变，平衡向__________移动。

　　(4)当达到平衡时，将[N2]、[H2]、[NH3]同时增大1倍，平衡向__________移动。

　　(5)当达到平衡时，充入Ar气，并保持体积不变，平衡____________________移动。

　　(6)当达到平衡时，充入Ar气，并保持压强不变，平衡向____________________移动。

　　答案：(1)1：3 (2)减小；不变 (3)正方向 (4)正方向 (5)不 (6)逆方向

　　8、下面是合成NH3的简要流程示意图

　　(1)写出所含物质的化学式A__________、B__________、C__________。

　　(2)写出设备的名称D__________、E__________。

　　答案：(1)A：N2和H2 B：NH3 C：N2H2

　　(2)D：合成塔 E：氨分离器

　　综合练习

　　一、选择题

　　1、在一定条件下，下述反应达到平衡：CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)，若以m表示反应前H2与CO的物质的量之比，a表示CO的转化率，y为平衡混合物中CH3OH的体积分数，可推出y=f(a，m)的数学表达式。下面四个式子中正确的是( )。

　　A、 B、 C、 D、

　　答案：C

　　2、将装有1mo1aN3的密闭容器加热，部分NH3分解后达到平衡，此时混合气体中NH3的体积分数为x％，若在同一容器中最初加入的是2molNH3，密封、加热到相同温度，反应达到平衡时，设此时混合气体中NH 的体积分数为y％。则x和y的正确关系是( )。

　　A、x>y B、x<y C、x=y D、x≥y

　　答案：B

　　3、在某合成氨厂合成氨的反应中，测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6：18：1，出口处气体N2、H2、NH3的体积比为9：27：8，则氮气的转化率为( )；

　　A、75％ B、50％ C、25％ D、20％

　　答案：C

　　4、将一定质量的Ag2SO4固体置于容积不变的容器中，在某温度下发生下列反应：

　　Ag2SO4(固) Ag2O(固)+SO3(气)

　　2SO3(气) 2SO2(气)+O2(气)

　　经10min后，反应达到平衡时，[SO3]=0、4mol／L，[SO2]=0、1mol／L。别下列叙述中不正确的是( )。

　　A、SO3的分解率为20％ B、10min内 (O2)=0、005mol／(Lmin)

　　C、容器内气体的密度为40g／L。 D、加压，容器内固体的质量不变

　　答案：D

　　5、两密闭容器a、b开始时体积相同，a保持压强不变，b保持容积不变，在相同温度下装入同比例混合且质量相等的H2和N2的混合气体，并保持温度不变。当反应达到平衡时，a容器中N2的转化率为12％，则此时b容器中N2的转化率是( )。

　　A、大于12％ B、小于12％ C、等于12％ D、无法确定

　　答案：B

　　6、在相同条件下(T=500K)，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2，下列叙述中错误的是( )。

　　A、化学反应速率：乙>甲 B、平衡后O2的浓度：乙>甲

　　C、SO2转化率：乙>甲 D、平衡混合气中SO2的体积分数：乙>甲

　　答案：C

　　7、CO2和H2的混合气体加热到850℃时，可建立下列平衡：

　　CO2+H2CO+H2O

　　在一定温度下，反应平衡时有90％的氢气变成水，且[CO2][H2]=[CO][H2O]，则原混合气体中CO2和H2的分子数之比是( )。

　　A、1：1 B、5：1 C、9：1 D、1：10

　　答案：C

　　二、填空题

　　8、在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3：

　　2SO2+O2 2SO3(正反应为放热反应)

　　已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91％。试回答：

　　(1)在生产中常用过量的空气，是为了__________；

　　答案：增大O2浓度，提高SO2的转化率

　　(2)加热到400℃～500℃，是由于__________；

　　答案：保证催化剂活性达到所需要的最佳温度，以提高反应速率，缩短达到平衡所需要的时间

　　(3)压强采用__________，原因是______________________________；

　　答案：常压；常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91％，若再加压，对设备及动力系统要求高，成本高

　　(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水，是因为____________________；

　　答案：用水吸收SO3易形成酸雾，吸收速率慢

　　(5)尾气中的SO2必须回收，是为了____________________。

　　答案：减少对环境的污染

　　9、在一定条件下，把3mo1N2和3molH2通入一个定容的密闭容器中，发生如下反应：N2+3H22NH3，当反应达到平衡状态，容器内的压强为P。若在上述完全相同的容器中，温度仍不变，通入1、OmolNH3、__________molN2和__________molH2，才能使容器内的压强仍为P。平衡时N2物质的量的取值范围在__________mol至__________mol之间，NH3的量在__________mol至__________mol之间。若达到平衡时，H2和NH3均为1、5mol，你认为可能吗?__________(填“可能”或“不可能”)。

　　答案：2、5；1、5；2；3；0；2；不可能

　　10、合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜

　　(I)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：

　　[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]AcCO(正反应为放热反应)

　　(1)必须除去原料气中CO的原因是____________________。

　　(2)醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件应是____________________。

　　(3)吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是____________________。

　　答案：(1)防止催化剂中毒

　　(2)低温、加压 (3)高温、低压

　　拓展练习

　　1、为了除去工业废气中的SO2，可将SO2转化成(NH4)2SO4。据有关资料介绍，摘录如下：

　　“初步处理后的废气中含0、2％的SO2(体积分数)，10％的O2(体积分数)，在400℃时，以5m3/h的速度通过V2O5触煤层，然后与流量为25L／h的NH3混合，再喷入流量为290g／h的'水，此时气体温度迅速从400℃下降至200℃，在热的结晶的装置中得到(NH4)2SO4晶体。”据此资料回答下列问题：

　　(1)按反应式2SO2+O22SO3，SO2与O2的物质的量之比为2：1，资料中却用1：50，原因是______________________________。

　　(2)进行冷却的原因是______________________________。

　　(3)某工厂废气中含0、4％的SO2和0、5％的O2，你认为该怎样利用上述资料?答：____________________。

　　(4)如果某工厂没有NH3，只有生石灰，你认为又该怎样利用上述资料?答：______________________________。

　　(5)若将SO2全部转化为SO3，SO3全部转化成(NH4)2SO4，则资料中NH3的每小时通入量至少应是__________L，由此可得出NH3的利用率为__________。

　　答案：(1)增大O2的浓度，提高SO2的转化率

　　(2)降温有利于生成(NH4)2SO4，高温(NH4)2SO4会分解

　　(3)O2的量不足，向废气中增大空气的量

　　(4)用生石灰代替NH3

　　(5)20；80%

　　2、在763K、3、04×104kPa时，用CO和H2作为原料合成CH3OH，存在下列平衡：

　　CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)