2014高考化学全程复习之考点归类整理难点聚焦+例题精讲+实战演练合成氨条件的选择

1、高考化学考点归类整理：合成氨条件的选择.复习重点.如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。.了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。.难点聚焦.合成氨条件的选择工业上用N2和H2合成氨：N2+3H2-2NH3+Q从反应速率和化%平衡两方面看,选择什么样的操作条件才有利于提高生产效率和降低成本呢？从速率看，温度高、压强大(即 N 2 H2浓度大)都会提局反应速率；从化学平衡看，温度低、压强大都有利于提高N2和H2的转化率。可见，压强增大，从反应速率和化学平衡看都是有利于合成氨的。但从生产实际考虑， 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，将使成本增大。

2、故一般 合成氨厂采用的压强是 2050MPa帕斯卡。而温度升高，有利于反应速率但不利于N2和H2的转化率。如何在较低的温度下保持较大转化率的情况下，尽可能加快反应速率呢？选用合适的催 化剂能达到这个目的。那么，较低的温度是低到什么限度呢？不能低于所用催化剂的活性温 度。目前使用的催化剂是以铁为主体的多成分催化剂一一又称铁触媒。其活性温度为450c550C,即温度应在 450550 c为宜。将来如制出活性温度更低、活性也很在的新型催 化剂时，合成氨使用的温度当然比现在要低，转化率就能更高了。选择适宜的条件：根据N2+3H22NH3+Q这一反应的特点， 运用化学反应速率和化学平衡的理论来选择适宜条

3、后该反应为可逆、体积减小、正反应为放热等特点。(1)适宜的压强：为何强调适宜？压强越大、有利于NH3的合成，但太大，所需动力大，材料强度高，设备制造要求高，成本提高，选择 2 X 1075 X 107Pa压强。思考：工业上生产 H2SQ： 2SQ(g)+Q(g)2SO3(g)为何不采用加压方法？(因为在常压下SO2的转化率已达91%,不需要再加压)(2)适宜的温度：温度越低越有利于N%的合成，为何还要选择 5000c高温？因为温度越低，反应速率越小，达平衡时间长，单位时间产量低，另外5000c时，催化剂活性最大。(3)使用催化剂(4)及时分离出NH3,并不断补充 心和电(N2要过量，提高成本较

4、高的 “转化率) 小结：合成氨的适宜条件：压强：2050MPa帕斯卡温度：500 c左右 催化剂：铁触媒2.合成氨工业简述1.原料气的制备、净化制N： 压缩物理方法：空化学方法：山空气炭 -蒸发液态空气1 NCO燃烧2+N(-5T-CO2)H2O一，水 蒸 气赤热炭 _反应方程式为：CO+HC+HO (g) = CO+H2； CO+HO (g) = CO 2+H催化剂注意：制得的潭净化，清除杂质，以防止催化剂“中毒” 。.合成氨反应的特点催化剂化学反应：N2+3H2NH ; H=-92.4KJ/mol(1)可逆反应；(2)正反应是放热反应；(3)正反应是气体体积缩小的反应。.工业合成氨适宜条件

5、的选择在实际生产中，需要考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等多方面情况, 以确定最佳的生产条件。反应条件对化学反 应速率的 影响对平衡混合物中 N%含翼体积分 数 的影响合成氨条件的选择增大压强有利于增 大化学反应速率有利于提高平衡混合物中NG的含量压强增大,有利于氮的合成、但需 要的动力大，对材料、设备等要求 也高 因此.工业上一般采用 20Mpi 50MH 的压强升高温度有利J增 大化学皮应速率不利于提高平衡 混合物中NHzj的温度升is 化学反应速率增大 但 不利于提曷平衡混合物中的含量.因此合成氨时温度要适宜. 工业上一般采用5口。P左右的温 度，在这个温度时催化剂的活性大催

6、化剂有利于增大化学反 应速率没有影响工业上一般采用铁触媒，使反应能 在较低温度下较快地进行.图示合成氨的原理压缩匚呼衡向右边移动催化剂夺增加反应速度事i向右边移动L0J.例题精讲例1下列说法，能够用勒沙特列原理来解释的是（A,加入催化剂可以提高单位时间氨的产量B.高压有利于氨的合成反应C. 500 c高温比室温更有利于合成氨的反应D.恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He,使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多解析A.加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高“单位时间”的产量，不 能使化学平衡发生移动。注意：催化剂能相同倍数地改变正、逆反应速率，故而不改变化学 平衡状态。B.合成氨

7、是一个气体体积减小的反应，所以增大压强，使平衡正方向移动，有利于合成 氨，符合勒沙特列原理。C.因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度。500 c高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动。 采用500c既考虑到温度对速率的影响， 更主要的 是500 c左右催化剂活性最大。D.恒温恒容下充He,惰性气体He不与N2、匕、NH3反应。虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变（即分压不变）所以平衡不移动，NH3的产量不变。答案B点评勒沙特列原理是说改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方法移动。 不要混淆影响速率的条件和影响平衡的条件。例2:合成氨工业中，原

8、料气（N2, H2及少量的CQ NH的混合气）在进入合成塔前常用乙 酸二氨合铜（I ）溶液来吸收原料气中 CQ其反应为：Cu（NH3）2Ac+CQ+NHCu（NH3）3Ac - CQ H0（1）必须除去原料气中 CQ的原因是什么？（2）吸收CQ的生产适宜条件是什么？（3）吸收CQ后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CQW能力以供循环使用，再生的适宜条件是什么？解析合成氨工业中要使用催化剂，某些物质会使催化剂的活性降低甚至消失，从而发生催化剂中毒。故必须除去原料气中CQ根据吸收原料气中 CQ的反应方程式：Cu（NH3）2Ac+CQ+NHCu（NH3） 3Ac - CQ H(g)CH3

9、0H(g)(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.适宜温度、高压、催化剂C.低温、低压D.低温、高压、催化剂.二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) =N2O4(g)(正反应为放热反应)。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是()A、温度 130 C、压强 3.03X 105PaB、温度 25C、压强 1.01 x 105PaC、温度 130C、压强 5.05X 104PaD、温度 0C、压强 5.05X 104Pa.在N2+3H22NH3的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法中正确的是()A.正反应速率增大B.平衡向逆反应方向移动C

10、.正反应速率大于逆反应速率D.逆反应速率先变小后变大.合成氨所需的氢气由煤和水发生反应制得，其中一步反应为：CO +吨O(g)CO2 + H2(正反应为放热反应)。要使CO转化率提高，()A.增大H2O(g)的浓度B.增大CO的浓度C.降低温度D.增大压强二、填空题保持容器体积通入N2,平衡移动。保持容器体积通入Ar,平衡移动。保持容器压强一通入Ar,平衡移动。保持容器体积通入n2、h2、nh3,使浓度都变为原来的 2倍，平衡1. 一定温度下某密闭容器中进行反应：N2+3H22NH3 ,达平衡后移动。2.在一定条件下，1molN2和3molH2混合后反应，达到平衡时测得平衡混合物的密度是同温同

11、压下氢气的5倍，则氮气的转化率是 。若在同一个容器中，在相同的温度下, 向容器中充入 NH3,为使达到平衡时各成分的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的 NH3的物质的量为。、计算题恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻 t时，nt (N2) =13mol, nt (NH3) =6mol,计算a的值。(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L (标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n (始)：n(4)原混合气体中， a : b=。(5)达到平衡时，N2