| 标题 | 《合成氨条件》练习题及答案 |
| 范文 | 《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) 当原料中H2和CO的比例不同时，对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。 (1)设H2和CO的起始物质的量之比为m，平衡时CO的转化率为a，平衡混合物中甲醇的体积分数为y，试推断m、a、y，三者的相互关系并以y=f(d，m)的函数表达式表示出来。 答案： (2)将下表已知数据代人导出的表达式中进行计算，把计算结果填人表中有关空格中： m a Y 1 0、25 2 0、45 3 19、35% 答案： m a y 1 0．25 16．67％ 2 0．45 21．43％ 3 0．56 19．35％ (3)根据上表数据，判断用CO和H2合成甲醇时，H2和CO的最佳体积比是多少?并简述依据。 答案：分析上表中数据不难看出，当，m=2时，CO的转化率较大，此时平衡混合气中CH3OH的体积分数最高 最佳比为H2:CO=2：1 |
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