当前位置: 高中化学 / 综合题
  • 1. (2021高二下·昆山期中) 人们曾认为   的化学反应速率小,原材料利用率低,不可能用于工业化生产。化学家们不断地研究和改进该反应的条件,如催化剂、温度、压强等,并更新设备,成功地开发了合成氨的生产工艺。从此,人类能为植物的生长提供足够的氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。

    合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,曾三次获诺贝尔化学奖:

    1918年弗里茨·哈伯因发明用氮气和氢气合成氨的方法获得诺贝尔化学奖,

    1931年卡尔·博施因改进合成氨的方法获得诺贝尔化学奖,

    2007年格哈德·埃特尔因发现了哈伯-博施法合成氨的作用机理获得诺贝尔化学奖。 在固体催化剂(Fe)表面合成氨的过程可用下图表示:

    (图中 分别表示 和固体催化剂);反应历程如下(*表示吸附态):

    吸附:

    表面反应:

    脱附:

    其中, 的吸附分解反应活化能高、反应速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。

    1. (1) 在固体催化剂表面合成氨过程中,吸附后、脱附前能量状态最低的是(填“A”、“B”或“C”)。
    2. (2) 在合成氨反应中,平衡时 的体积分数与反应体系的压强(P)、温度(T)的关系如图所示。

      ①有利于提高 平衡转化率的方法有(填字母)。

      A.增大 的浓度             B.采用合适的催化剂

      C.在高压下进行反应           D.在较高温度下进行反应

      ②其他条件相同,不同压强下在刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是(填“ ”、“ ”或“ ”)。

    3. (3) 在实际工业生产中,常用铁触媒作催化剂,原料气中 物质的量之比为1:2.8,控制温度为500℃左右,压强为 Pa左右,不断将氨液化并移去液氨。

      ①从化学平衡角度看, 物质的量之比为1:3时平衡转化率最高。请分析实际生产中适当提高原料气中 比例的两个理由:

      ②据悉,日本某工厂选择了在700℃下合成氨,请(从化学动力学的角度)分析该厂选择合成温度为700℃的理由:

      ③工业生产中同时还采用“不断将氨液化并移去液氨”的措施来提高合成氨产率,请分析采取该措施的原因:

微信扫码预览、分享更方便