1.2人工固氮合成技术 试卷（含答案） (1)

1.2人工固氮合成技术 试卷（含答案） 1.人工固氮的成功对人类社会的进步具有重大意义,下列过程属于人工固氮的是(　　) A.种植豆科植物,利用其根瘤菌将氮气转化为蛋白质 B.闪电时氮气与氧气化合,生成的氮的化合物被植物吸收 C.化工厂中在催化剂作用下使氮气与氢气化合成氨气 D.以氨气为原料生产各种化肥 解析:豆科植物的根瘤菌将氮气转变成植物蛋白属于生物固氮过程,A错误;闪电时氮气和氧气反应生成NO,是在自然条件下的氮的固定,B错误;在一定条件下反应生成N属于工业合成氨的过程,属于人工固氮方式,C正确;由N生产各种化肥,是氮的化合物之间的转化过程,不属于氮的固定过程,D错误。 答案:C 2.在合成氨时,可以提高H2转化率的措施是(　　) A.延长反应时间 B.充入过量H2 C.充入过量N2 D.升高温度 解析:A项不能提高转化率,B、D项反而会降低H2转化率;只有充入过量N2才能使平衡向正反应方向移动,提高H2转化率,故C正确。 答案:C 3.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了(　　) A.加快反应速率 B.提高NH3的平衡浓度 C.降低NH3的沸点 D.提高N2和H2的利用率 解析:合成氨工业采用循环操作,将N2、H2循环压缩到合成塔中,提高了N2、H2的利用率。 答案:D 4.化工生产中,为加快反应速率应优先考虑的措施是(　　) A.选用适宜的催化剂 B.采用高压 C.采用高温 D.增大反应物浓度 解析:化工生产中应首先考虑的是生产成本,因此应先考虑使用催化剂,提高反应速率。 答案:A 5.合成氨生产过程采取的措施与化学平衡移动原理无关的是(　　) A.选择适当的温度 B.增大体系压强 C.使用铁触媒作催化剂 D.不断分离出氨 解析:催化剂只能改变化学反应速率,对平衡移动无影响。 答案:C 6.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中,氨气占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低 B.由于氨易液化,N2和H2在实际生产中循环使用,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400~500 ℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动 D.我国合成氨厂采用的压强是10~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大 解析:虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%,但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨,所以生产NH3的效率还是很高的,因此A项错误;控制反应温度为400~500 ℃,主要是为了使催化剂活性最大,因此,C选项错误;增大压强有利于NH3的合成,但压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,我国的合成氨厂一般采用1×107~3×107 Pa,但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大,因此,D选项错误。 答案:B 7.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施是(　　) A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.②③④ 解析:合成氨反应为气体分子总数减小的放热反应,操作①是为了除去杂质,防止水蒸气对反应产生不良影响;②增大压强,有利于该反应向右进行,能够提高转化率;③催化剂只能加快反应,不影响化学平衡,故不能提高转化率;④将产物NH3液化分离和⑤循环操作,均能使原料被更充分地利用,提高原料的转化率。 答案:B 8.某化学学习小组在实验室模拟工业生产制备少量氨气,设计了如下实验: ①连接好装置并检查实验装置的气密性后,制备少量氢气并检验氢气纯度; ②用氢气将空气中的氧气消耗掉,得到氢气与氮气的混合气体; ③用铁触媒催化使氢气与氮气反应生成氨气; ④检验氨气的生成。 (1)检验氢气纯度的目的是　; (2)上述各装置的接口正确的连接顺序为　; (3)操作②时,弹簧夹a、b、c的开、关情况为　　　　,如何判断氧气已经完全被消耗掉　; (4)在步骤③中,先加热铁触媒,后通入混合气体的原因是　, 反应管D中发生反应的化学方程式是　; (5)若有氨气生成 ... ...