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【选修-化学与技术】合成氨工业的主要反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜O，下图是合成氨的简要流程示意图：
（1）写出设备A、B的名称：A，B；沿X路线进入压缩机的物质是．
（2）原料气往往混有CO、NH₃等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是．
（3）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是；在合成塔中及时分离出氨气的目的是．
（4）工业合成氨的反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜O，当压强为30MPa，温度为500℃时，在容积为1L的密闭容器中充入1molN₂和3molH₂，反应达到平衡时NH₃的体积分数为20%，求此时的平衡常数．
（5）合成塔从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气（冷的原料气）和反应气混合，请问这样设计的原因是什么？．

解：（1）工业合成氨的流程中，原理氮气衡器依次通过的设备分别是：压缩机、热交换器、合成塔、冷凝器，
故答案为：热交换器；合成塔；N₂和H₂；
（2）原料气往往混有CO、NH₃等杂质，在进入合成塔之前为防止催化剂中毒，需进行净化，故答案为：防止催化剂中毒；
（3）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩，来增大压强，这样可以加快化学反应速率，还可以让化学平衡朝生成NH₃的方向进行，减少生成物氨气的浓度可以使化学平衡向着正反应方向进行，
故答案为：增大压强，加快反应速率，使平衡朝生成NH₃的方向进行；减小生成物的浓度，使平衡朝生成NH₃的方向进行；
（4）设氮气的转化量为x，
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始浓度 1 3 0
转化浓度 x 3x 2x
平衡浓度1-x 3-3x 2x
平衡时NH₃的体积分数为20%，则 $\text{[math]}$ =20%，解得x= $\text{[math]}$ ，平衡常数K= $\text{[math]}$ =0.083
（5）冷的原料气和反应气混合，可以进行热交换，保证反映的温度，让催化剂的催化活性最大，故答案为：冷激气与每一层的反应混合气及时进行热交换，既预热原料气，又保证反应混合气的温度控制在500℃左右，使每一层的催化剂都能起到最大的催化作用．
分析：（1）根据合成氨的问题要熟知设备和反应需要的物质来回答；
（2）实验之前要除杂，防止催化剂中毒；
（3）根据增大压强和减少生成物对反应速率或是平衡移动的影响知识来回答；
（4）根据三行式计算K；
（5）合成氨气的适宜温度选择在500℃左右，使催化剂都能起到最大的催化作用是最终目的．
点评：通过解题，学习这块内容，应该熟悉合成氨的设备、原理，掌握关于平衡的三段式计算方法，难度不大．

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科目：高中化学 来源： 题型：

【化学--选修化学与技术】
（1）纯碱是一种重要的化工原料．目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺．
①“氨碱法”产生大量CaCl₂废弃物，写出该工艺中产生CaCl₂的化学方程式：

2NH₄Cl+Ca（OH）₂

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O

2NH₄Cl+Ca（OH）₂

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O

；
②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：

NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl
2NaHCO₃

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

NH₃+CO₂+H₂O+NaCl（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl
2NaHCO₃

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

；
③CO₂是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO₂的来源有何不同？

“氨碱法”CO₂来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO₂来源于合成氨工业的废气

；
（2）钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用．
①炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是

脱氧和调整钢的成分

．
②不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹

后

（填“前”或“后”）加入，原因是

避免Cr被氧化

．
③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是

．从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作

燃料

．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

【选修-化学与技术】合成氨工业的主要反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜O，下图是合成氨的简要流程示意图：

（1）写出设备A、B的名称：A

热交换器

，B

合成塔

；沿X路线进入压缩机的物质是

N₂和H₂

．
（2）原料气往往混有CO、NH₃等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是

防止催化剂中毒

．
（3）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是

增大压强，加快反应速率，使平衡朝生成NH₃的方向进行

；在合成塔中及时分离出氨气的目的是

减小生成物的浓度，使平衡朝生成NH₃的方向进行

．
（4）工业合成氨的反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜O，当压强为30MPa，温度为500℃时，在容积为1L的密闭容器中充入1molN₂和3molH₂，反应达到平衡时NH₃的体积分数为20%，求此时的平衡常数

0.083

．
（5）合成塔从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气（冷的原料气）和反应气混合，请问这样设计的原因是什么？

冷激气与每一层的反应混合气及时进行热交换，既预热原料气，又保证反应混合气的温度控制在500℃左右，使每一层的催化剂都能起到最大的催化作用

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

【化学-选修化学与技术】
工业上用硫铁矿为主要原料抽取硫酸，主要设备有沸腾米，接触室和吸引塔．
（1）硫铁矿在进入沸腾炉前需要粉碎，其目的是

．
（2）为了充分利用反应放出的热量，接触室中应安装

（填设备名称）；吸引塔中填充许多瓷管，其作用是

．
（3）吸收塔排放的尾气中含有少量的SO₂，防止污染大气、充分利用原料，在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用．
传统的方法是：尾气中的SO₂通常用足量氨水吸收，然后再用稀硫酸处理，写出上述过程中的化学反应方程式：

，其优点是

．
创新方法是：将尾气中的SO₂用Na₂SO₃溶液吸收，然后再加热所得溶液，写出上述过程中的化学反应方程式：

，创新方法与传统方法相比，其优点是

．
（4）在硫酸的工业制法中，下列生产操作及说法生产操作的主要原因二者都正确的是

（填序号）
A．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的SO₂与杂质反应
B．硫酸生产中常采用高压条件，目的是提高SO₂的转化率
C．SO₂被氧化为SO₃时需要使用催化剂，这样可以提高SO₂的转化率
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（5）某硫酸厂若要生产8吨98%的浓硫酸至少需要标准状况下的空气

m³（ O₂空气中的体积分数按20%计算）．

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科目：高中化学 来源：2011年陕西省西安市长安一中高考化学综合练习（解析版） 题型：解答题

【选修-化学与技术】合成氨工业的主要反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜O，下图是合成氨的简要流程示意图：

（1）写出设备A、B的名称：A______，B______；沿X路线进入压缩机的物质是______．
（2）原料气往往混有CO、NH₃等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是______．
（3）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是______；在合成塔中及时分离出氨气的目的是______．
（4）工业合成氨的反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜O，当压强为30MPa，温度为500℃时，在容积为1L的密闭容器中充入1molN₂和3molH₂，反应达到平衡时NH₃的体积分数为20%，求此时的平衡常数______．
（5）合成塔从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气（冷的原料气）和反应气混合，请问这样设计的原因是什么？______．

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