高考化学一轮复习(第六辑)考点七十六 人工固氮技术-合成氨(含解析)(2021年最新整理)

高考化学一轮复习（第六辑）考点七十六人工固氮技术-合成氨（含解析）编辑整理：
尊敬的读者朋友们：
这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高考化学一轮复习（第六辑）考点七十六人工固氮技术-合成氨（含解析））的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高考化学一轮复习（第六辑）考点七十六人工固氮技术-合成氨（含解析）的全部内容。

考点七十六人工固氮技术—合成氨
聚焦与凝萃
1．理解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；
2．了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。

解读与打通
常规考点
一、氮的固定
1．定义：氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法。

2．方法：氨的固定主要方法有：
(1)人工合成氨：化学固氨法。

其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。

（2)根瘤菌,生物固氨。

常温常压下进行。

成本低、转化率高、效率高。

3．工业应用：模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。

二、合成氨的反应原理
2NH3
1．反应原理：N2＋3H2催化剂
高温高压
2．反应特点:合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减少的反应。

3．反应条件：工业上，合成氨的适宜条件为铁作催化剂、400～500 ℃、10～30 MPa的压强。

三、合成氨的基本生产过程
合成氨的基本生产过程主要包括三个步骤:造气(制备合成氨的原料气）、净化(原料气净化处理）、合成(使原料气进行化学反应合成氨)。

1．原料气的制备
（1）氮气的制备:
①物理方法：物理方法为将空气液化，蒸发分离出氧气。

②化学方法：将空气中的氧气与碳作用生成CO2，再除去CO2。

（2）氢气的制备：
①碳与水蒸气的反应,用方程式表示为：C＋H2O错误!CO＋H2。

②水蒸气与碳氢化合物的反应，用方程式表示为：
CH4＋H2O错误!3H2＋CO，CH4＋H2O=4H2＋CO2(催化剂、高温）.
2．原料气的净化
（1）含义：原料气的净化是指除去原料中杂质的过程，目的是防止催化剂中毒.
（2）净化方法
①H2S的除去，用方程式表示为：H2S＋NH3·H2O=NH4HS＋H2O；
②CO的除去,用方程式表示为：CO＋H2O错误!CO2＋H2；
③CO2的除去，用方程式表示为：K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3。

3．氨的合成与分离
(1）氨的合成:将净化后的原料气加压送进合成塔，在适宜条件下充分反应制取氨。

（2）从合成塔出来的混合气体,其中氨气占总体积的15%，要把混合气体通过冷凝器使氨液化，再导入液氨贮罐。

四、合成氨工业的发展
合成氨工业的主要研究领域有原料及原料气的净化、催化剂的改进、环境保护。

隐性考点
合成氨适宜条件的选择：
（1）目的：尽可能加快化学反应的速率和提高化学反应的程度。

(2）依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响.
（3）原则：
①既要注意外界条件对两者影响的一致性，又要注意对两者影响的矛盾性.
②既要注意温度、催化剂对反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。

③既要注意理论生产,又要注意实际可能性.
融合与应用
例1．用焦炭、空气、水为原料制备NH3的有关反应的化学方程式：①C+H2O(g）CO+H 2;②CO+H2O(g）CO2+H2；③N2+3H2NH3，参加反应的焦炭与氨气之间的物质的量之比约为（）
A．3﹕4 B．3﹕2 C．2﹕3 D．1﹕2
解析：此题应采用关系式来解。

从多步反应中找出相应物质的反应量的关系.由反应①、
②可得,C～2H2，由反应③可得,3H2～2NH3。

故：3C～6H2～4NH3。

n(C）﹕n(NH3）＝3﹕4。

答案：A
例2．实验室合成氨装置如下图所示，则以下说法中错误的是
（)
A．装置甲的作用之一是干燥 B．装置甲的作用是化合
C．乙处导出的气体是N2、H2、NH3 D．检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等
解析：装置甲的作用有三点:①干燥气体；②观察气体逸出速率便于控制比例；③使气体混合均匀。

答案：B
例3．合成氨工业上采用循环操作，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
答案：D
扫描与矫正
【正误判断】（正确的打“√”，错误的打“×”)（每个判断2分,共40分）
( ）1．氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法
（）2．选择适宜生产条件的原则是有较高的反应速率和平衡转化率，能最大限度地提高利润
（）3．每种催化剂都是对特定的反应有催化作用,并非能改变任何化学反应的速率
（）4．催化剂只有在活化温度以上才能起催化作用
( ）5．从合成塔出来的气体,其中氨气一般占15％，所以生产氨的工业的效率都很低
( )6．由于NH3易液化，N2、H2可循环使用，则总的说来氨的产率很高
（）7．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃左右，目的是使平衡向正反应方向进行
（）8．合成氨工业采用10MPa～30MPa，是因该条件下催化剂的活性最好
（）9．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨
（）10．高压比常压条件更有利于合成氨的反应
( ）11．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
（）12．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
（）13．工业合成氨时N2主要来源于空气
（）14．将氮气、氢气合成氨，必须施加高温、高压、催化剂等反应条件
（）15．现代工业上实施的合成氨属于仿生固氮
（）16．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，都能缩短达到平衡状态所用时间，只有压强对化学平衡状态有影响
（）17．合成氨工业上采用循环操作，主要是为了提高N2和H2的利用率
( )18．合成氨工业有下列生产流程，其先后顺序为：①原料气制备②原料气净化和压缩
③氨的合成④氨的分离
( )19．用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟生成，该反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2
（）20．合成氨工业的废气主要是H2S和CO2等有害气体,H2S可用直接氧化法、循环法等回收技术处理，CO2可作为生成尿素和碳铵的原料
实训与超越
【7+1模式】
一、单选（7×6分=42分）
1．工业合成氨的反应是在500 ℃左右进行，主要原因是
( ）
A．500 ℃时反应速率最快 B．500 ℃时的平衡浓度最大
C．500 ℃时的转化率最高 D．500 ℃催化剂能发挥最大效力
2．下列有关合成氨工业的叙述,可用勒夏特列原理来解释的是
( ）
A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨
B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应
C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
3．关于氨的合成工业的下列说法正确的是
（）
A．从合成塔出来的气体，其中氨气一般占15％,所以生产氨的工业的效率都很低
B．由于NH3易液化,N2、H2可循环使用,则总的说来氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃左右,目的是使平衡向正反应方向进行
D．合成氨工业采用10 MPa～30 MPa,是因该条件下催化剂的活性最好
4．合成氨所用的H 2可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO（g）＋H2O(g)CO2（g)＋H2（g）ΔH＜0,欲提高CO转化率可采用的方法有：①降低温度；②增加压强；③使用催化剂；④增大CO的浓度；⑤增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是
( ）
A．①②③④⑤B．①⑤ C．①④⑤ D．只有⑤
5．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6．可逆反应3H 2(g） + N2（g）2NH3（g)；△H＜0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是
( )
A．升高温度，降低压强，增加氮气 B．降低温度，增大压强，加入催化剂C．升高温度，增大压强,增加氮气 D．降低温度，增大压强，分离出部分氨7．对于可逆反应N 2（g)＋3H2（g）2NH3(g)ΔH＜0，下列说法正确的是( ）
A．达到平衡时反应物和生成物浓度一定相等
B．恒温恒压时达到平衡后加入氨气，重新达到平衡时，氨气的浓度比原平衡时减小
C．达到平衡时，升高温度加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以反应向逆反应的方向移动
D．加入催化剂可以缩短到达平衡的时间，这是因为加快了正反应的速率，而减慢了逆反应的速率
二、填空（18分)
8．【2006∙四川，29】四川有丰富的天然气资源.以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
请填写下列空白：
（1）已知0。

5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量。

该反应的热化学方程式
是: 。

（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中即使分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用,同时补充氮气和氢气。

请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理
由：。

(3）当甲烷合成氨气的转化率为75％时，以5.60×107 L甲烷为原料能够合成 L 氨气.（假设体积均在标准状况下测定)
(4）已知尿素的结构简式为，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：①,②。