2024年【合成氨工藝】考試題庫(kù)及合成氨工藝考試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題1.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為（）A.(N_{2}+3H_{2}2NH_{3})B.(N_{2}+2H_{2}2NH_{2})C.(N+3HNH_{3})D.(2N_{2}+3H_{2}2N_{2}H_{3})答案：A解析：合成氨反應(yīng)是氮?dú)夂蜌錃庠谝欢l件下反應(yīng)生成氨氣，其化學(xué)方程式為(N_{2}+3H_{2}2NH_{3})，選項(xiàng)A正確；選項(xiàng)B化學(xué)計(jì)量數(shù)錯(cuò)誤，不存在(NH_{2})這種產(chǎn)物；選項(xiàng)C氮?dú)夂蜌錃鈶?yīng)寫分子形式；選項(xiàng)D化學(xué)計(jì)量數(shù)和產(chǎn)物均錯(cuò)誤。2.合成氨反應(yīng)中，使用催化劑的目的是（）A.提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率B.增大反應(yīng)的速率C.使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.提高氨氣的產(chǎn)率答案：B解析：催化劑能降低反應(yīng)的活化能，從而增大反應(yīng)的速率，但不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，即不能提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和氨氣的產(chǎn)率，也不能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。3.下列關(guān)于合成氨反應(yīng)條件的說(shuō)法正確的是（）A.溫度越高越好B.壓強(qiáng)越大越好C.氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比為(1:1)最好D.催化劑在任何溫度下都能發(fā)揮最大作用答案：B解析：合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，不利于氨氣的生成，所以不是溫度越高越好，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于氨氣的生成，所以壓強(qiáng)越大越好，選項(xiàng)B正確；氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比為(1:3)時(shí)，反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率綜合效果較好，而不是(1:1)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；催化劑有其適宜的溫度范圍，在適宜溫度下才能發(fā)揮最大作用，不是在任何溫度下都能發(fā)揮最大作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.合成氨原料氣中的一氧化碳會(huì)使催化劑中毒，通常采用（）方法除去一氧化碳。A.水洗法B.吸附法C.變換反應(yīng)法D.沉淀法答案：C解析：合成氨原料氣中通常采用變換反應(yīng)法除去一氧化碳，使一氧化碳與水蒸氣在催化劑作用下反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，(CO+H_{2}O(g)CO_{2}+H_{2})，選項(xiàng)C正確；水洗法不能有效除去一氧化碳，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；吸附法一般用于除去一些雜質(zhì)氣體，但不是除去一氧化碳的主要方法，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；沉淀法不能除去一氧化碳，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.合成氨生產(chǎn)中，循環(huán)氣的主要成分是（）A.氮?dú)狻錃夂桶睔釨.氮?dú)夂蜌錃釩.氨氣D.一氧化碳和二氧化碳答案：B解析：合成氨生產(chǎn)中，未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃鈺?huì)循環(huán)使用，所以循環(huán)氣的主要成分是氮?dú)夂蜌錃猓x項(xiàng)B正確；氨氣會(huì)被分離出來(lái)，不是循環(huán)氣的主要成分，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；一氧化碳和二氧化碳是原料氣中需要除去的雜質(zhì)，不是循環(huán)氣的成分，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都為零B.反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化C.氮?dú)夂蜌錃馔耆D(zhuǎn)化為氨氣D.反應(yīng)停止進(jìn)行答案：B解析：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等但不為零，反應(yīng)仍在進(jìn)行，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化，選項(xiàng)B正確；合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，氮?dú)夂蜌錃獠荒芡耆D(zhuǎn)化為氨氣，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。7.在合成氨反應(yīng)中，提高氫氣的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是（）A.增大氫氣的濃度B.降低溫度C.增大容器的體積D.使用催化劑答案：B解析：增大氫氣的濃度，氫氣的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率提高，選項(xiàng)B正確；增大容器的體積，壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；催化劑不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，不能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.合成氨廠常用的脫硫方法是（）A.干法脫硫B.濕法脫硫C.干濕結(jié)合脫硫D.以上都不是答案：C解析：合成氨廠常用干濕結(jié)合脫硫的方法，先采用干法脫硫除去大部分的硫，再用濕法脫硫進(jìn)一步除去剩余的硫，以保證原料氣的質(zhì)量，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。9.合成氨反應(yīng)中，下列哪種氣體對(duì)催化劑的毒害作用最大（）A.氧氣B.二氧化碳C.硫化氫D.水蒸氣答案：C解析：硫化氫會(huì)與催化劑中的活性成分發(fā)生反應(yīng)，使催化劑失去活性，對(duì)催化劑的毒害作用最大，選項(xiàng)C正確；氧氣、二氧化碳和水蒸氣在一定條件下對(duì)催化劑也有一定影響，但毒害作用不如硫化氫大，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。10.合成氨生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，通常采用的操作是（）A.高溫、高壓、催化劑B.低溫、高壓、催化劑C.高溫、低壓、催化劑D.低溫、低壓、催化劑答案：A解析：合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)。高溫可以增大反應(yīng)速率，雖然會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，但在工業(yè)生產(chǎn)中綜合考慮反應(yīng)速率等因素，需要較高溫度；高壓使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于提高轉(zhuǎn)化率；催化劑能增大反應(yīng)速率。所以通常采用高溫、高壓、催化劑的操作，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。11.合成氨原料氣的制備方法中，以天然氣為原料的是（）A.煤氣化法B.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法C.重油部分氧化法D.以上都不是答案：B解析：天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法是以天然氣為原料，在催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，可作為合成氨的原料氣，選項(xiàng)B正確；煤氣化法是以煤為原料，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重油部分氧化法是以重油為原料，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。12.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，若增大氮?dú)獾臐舛?，則（）A.氫氣的轉(zhuǎn)化率增大B.氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大C.氨氣的產(chǎn)率降低D.平衡逆向移動(dòng)答案：A解析：增大氮?dú)獾臐舛?，平衡向正反?yīng)方向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，選項(xiàng)A正確；增大氮?dú)獾臐舛?，氮?dú)庾陨淼霓D(zhuǎn)化率會(huì)降低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；平衡正向移動(dòng)，氨氣的產(chǎn)率提高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13.下列關(guān)于合成氨反應(yīng)熱效應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.無(wú)熱效應(yīng)D.先吸熱后放熱答案：B解析：合成氨反應(yīng)的(H)，是放熱反應(yīng)，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。14.合成氨生產(chǎn)中，分離氨氣的方法是（）A.降溫冷凝法B.水洗法C.吸附法D.過(guò)濾法答案：A解析：氨氣易液化，合成氨生產(chǎn)中通常采用降溫冷凝法將氨氣從混合氣體中分離出來(lái)，選項(xiàng)A正確；水洗法會(huì)引入新的雜質(zhì)，且操作較復(fù)雜，不是主要的分離方法，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；吸附法一般不用于分離氨氣，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；過(guò)濾法不能分離氣體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。15.合成氨反應(yīng)中，氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比理論上為（）A.(1:1)B.(1:2)C.(1:3)D.(1:4)答案：C解析：根據(jù)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式(N_{2}+3H_{2}2NH_{3})，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)的物質(zhì)的量之比為(1:3)，在相同條件下，物質(zhì)的量之比等于體積比，所以氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比理論上為(1:3)，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題1.合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)有（）A.可逆反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.氣體體積減小的反應(yīng)D.熵增反應(yīng)答案：ABC解析：合成氨反應(yīng)(N_{2}+3H_{2}2NH_{3})是可逆反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；該反應(yīng)的(H)，是放熱反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；反應(yīng)前氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和為(1+3=4)，反應(yīng)后為(2)，是氣體體積減小的反應(yīng)，選項(xiàng)C正確；氣體體積減小，混亂度減小，是熵減反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.下列因素會(huì)影響合成氨反應(yīng)速率的有（）A.溫度B.壓強(qiáng)C.催化劑D.反應(yīng)物的濃度答案：ABCD解析：升高溫度，分子的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率增大，選項(xiàng)A正確；增大壓強(qiáng)，氣體的濃度增大，反應(yīng)速率增大，選項(xiàng)B正確；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率，選項(xiàng)C正確；增大反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速率增大，選項(xiàng)D正確。3.合成氨原料氣的凈化包括（）A.脫硫B.脫碳C.變換D.精制答案：ABCD解析：合成氨原料氣的凈化包括脫硫，除去原料氣中的硫元素，防止催化劑中毒；脫碳，除去二氧化碳；變換，將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣；精制，進(jìn)一步除去少量的雜質(zhì)，保證原料氣的純度。所以選項(xiàng)A、B、C、D都正確。4.合成氨生產(chǎn)中，可能會(huì)產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題有（）A.溫室氣體排放B.廢渣污染C.廢水污染D.噪聲污染答案：ABCD解析：合成氨生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，造成溫室氣體排放問(wèn)題，選項(xiàng)A正確；生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢渣，如煤渣等，造成廢渣污染，選項(xiàng)B正確；生產(chǎn)過(guò)程中的廢水含有一些有害物質(zhì)，會(huì)造成廢水污染，選項(xiàng)C正確；生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生噪聲，造成噪聲污染，選項(xiàng)D正確。5.下列關(guān)于合成氨催化劑的說(shuō)法正確的有（）A.能加快反應(yīng)速率B.能提高氨氣的產(chǎn)率C.有一定的使用壽命D.不同的催化劑活性不同答案：ACD解析：催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，選項(xiàng)A正確；催化劑不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，不能提高氨氣的產(chǎn)率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；催化劑在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失去活性，有一定的使用壽命，選項(xiàng)C正確；不同的催化劑其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同，活性也不同，選項(xiàng)D正確。6.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件能使平衡發(fā)生移動(dòng)的有（）A.改變溫度B.改變壓強(qiáng)C.改變反應(yīng)物的濃度D.加入催化劑答案：ABC解析：合成氨反應(yīng)是放熱、氣體體積減小的可逆反應(yīng)。改變溫度，平衡會(huì)向吸熱或放熱方向移動(dòng)，選項(xiàng)A正確；改變壓強(qiáng)，平衡會(huì)向氣體體積減小或增大的方向移動(dòng)，選項(xiàng)B正確；改變反應(yīng)物的濃度，平衡會(huì)向減弱這種改變的方向移動(dòng)，選項(xiàng)C正確；加入催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.合成氨原料氣中可能含有的雜質(zhì)有（）A.一氧化碳B.二氧化碳C.硫化氫D.氧氣答案：ABCD解析：合成氨原料氣的制備過(guò)程中，可能會(huì)引入一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和氧氣等雜質(zhì)。一氧化碳會(huì)使催化劑中毒；二氧化碳會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行；硫化氫會(huì)毒害催化劑；氧氣，在高溫高壓下可能會(huì)與氫氣等發(fā)生危險(xiǎn)反應(yīng)。所以選項(xiàng)A、B、C、D都正確。8.合成氨生產(chǎn)的主要設(shè)備有（）A.合成塔B.壓縮機(jī)C.分離器D.換熱器答案：ABCD解析：合成塔是合成氨反應(yīng)的主要場(chǎng)所，選項(xiàng)A正確；壓縮機(jī)用于增大反應(yīng)的壓強(qiáng)，選項(xiàng)B正確；分離器用于分離氨氣等產(chǎn)物，選項(xiàng)C正確；換熱器用于熱量的交換，提高能源的利用率，選項(xiàng)D正確。9.下列措施可以提高合成氨生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的有（）A.提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率B.降低生產(chǎn)成本C.提高產(chǎn)品質(zhì)量D.合理利用能源答案：ABCD解析：提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，可以提高氨氣的產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益，選項(xiàng)A正確；降低生產(chǎn)成本，如降低原料成本、能源成本等，可以提高利潤(rùn)，選項(xiàng)B正確；提高產(chǎn)品質(zhì)量，能使產(chǎn)品更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增加銷售收入，選項(xiàng)C正確；合理利用能源，減少能源浪費(fèi)，降低成本，選項(xiàng)D正確。10.合成氨反應(yīng)中，關(guān)于壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響說(shuō)法正確的有（）A.增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大B.增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.壓強(qiáng)越大越好，沒(méi)有限制D.壓強(qiáng)增大，對(duì)設(shè)備的要求提高答案：ABD解析：增大壓強(qiáng)，氣體的濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速率增大，選項(xiàng)A正確；合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，選項(xiàng)B正確；壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備的要求越高，設(shè)備的投資和維護(hù)成本也會(huì)增加，且壓強(qiáng)增大到一定程度，經(jīng)濟(jì)效益可能會(huì)降低，所以不是壓強(qiáng)越大越好，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；壓強(qiáng)增大，對(duì)設(shè)備的抗壓能力等要求提高，選項(xiàng)D正確。三、判斷題1.合成氨反應(yīng)是一個(gè)不可逆反應(yīng)。（）答案：錯(cuò)誤解析：合成氨反應(yīng)(N_{2}+3H_{2}2NH_{3})是一個(gè)可逆反應(yīng)，在相同條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。2.催化劑能使合成氨反應(yīng)的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。（）答案：錯(cuò)誤解析：催化劑只能改變反應(yīng)的速率，不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，即不能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。3.合成氨反應(yīng)中，溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以溫度越高越好。（）答案：錯(cuò)誤解析：合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，不利于氨氣的生成，雖然溫度升高反應(yīng)速率會(huì)加快，但綜合考慮反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)，不是溫度越高越好。4.增大壓強(qiáng)，合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率一定提高。（）答案：錯(cuò)誤解析：增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但轉(zhuǎn)化率還與反應(yīng)物的初始濃度等因素有關(guān)，所以增大壓強(qiáng)，合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不一定提高。5.合成氨原料氣中的一氧化碳可以通過(guò)水洗法完全除去。（）答案：錯(cuò)誤解析：一氧化碳難溶于水，水洗法不能有效除去一氧化碳，通常采用變換反應(yīng)法將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣。6.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度不再變化，說(shuō)明反應(yīng)停止了。（）答案：錯(cuò)誤解析：合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，是動(dòng)態(tài)平衡，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再變化，但反應(yīng)仍在進(jìn)行，并沒(méi)有停止。7.合成氨生產(chǎn)中，循環(huán)氣的主要成分是氨氣。（）答案：錯(cuò)誤解析：合成氨生產(chǎn)中，循環(huán)氣的主要成分是未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃?，氨氣?huì)被分離出來(lái)，不是循環(huán)氣的主要成分。8.合成氨催化劑在任何條件下都能發(fā)揮最大作用。（）答案：錯(cuò)誤解析：合成氨催化劑有其適宜的溫度、壓強(qiáng)等條件范圍，在適宜條件下才能發(fā)揮最大作用，不是在任何條件下都能發(fā)揮最大作用。9.合成氨原料氣的凈化過(guò)程中，脫硫和脫碳的順序可以任意安排。（）答案：錯(cuò)誤解析：合成氨原料氣的凈化過(guò)程中，脫硫一般在脫碳之前進(jìn)行，因?yàn)槿绻让撎?，可能?huì)使脫硫過(guò)程中的一些反應(yīng)受到影響，所以脫硫和脫碳的順序不能任意安排。10.合成氨反應(yīng)中，增大氫氣的濃度，氫氣的轉(zhuǎn)化率一定提高。（）答案：錯(cuò)誤解析：增大氫氣的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但氫氣自身的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，而另一種反應(yīng)物氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率會(huì)提高。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述合成氨反應(yīng)的原理。(1).合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為(N_{2}+3H_{2}2NH_{3})，這是一個(gè)可逆反應(yīng)。(2).該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，(H)，同時(shí)也是氣體體積減小的反應(yīng)。(3).反應(yīng)需要在高溫、高壓和催化劑的條件下進(jìn)行，以提高反應(yīng)速率和氨氣的產(chǎn)率。2.說(shuō)明合成氨原料氣凈化的目的和主要步驟。(1).目的：合成氨原料氣中含有硫、碳的氧化物、氧氣等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)使催化劑中毒，影響反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量，所以需要對(duì)原料氣進(jìn)行凈化。(2).主要步驟：脫硫：采用干濕結(jié)合脫硫法，先干法除去大部分硫，再濕法進(jìn)一步脫硫。變換：將一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣。脫碳：除去二氧化碳。精制：進(jìn)一步除去少量的雜質(zhì)，保證原料氣的純度。3.分析溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響。(1).對(duì)反應(yīng)速率的影響：升高溫度，分子的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。(2).對(duì)平衡的影響：合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于氨氣的生成；降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于氨氣的生成。但溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，所以需要選擇適宜的溫度。4.簡(jiǎn)述合成氨反應(yīng)中催化劑的作用和特點(diǎn)。(1).作用：催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使更多的分子成為活化分子，從而增大反應(yīng)的速率。(2).特點(diǎn)：只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，即不能提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和氨氣的產(chǎn)率。有一定的使用壽命，在使用過(guò)程中會(huì)逐漸失去活性。不同的催化劑活性不同，有其適宜的溫度、壓強(qiáng)等條件范圍。5.說(shuō)明合成氨生產(chǎn)中分離氨氣的方法及原理。(1).方法：降溫冷凝法。(2).原理：氨氣易液化，而氮?dú)夂蜌錃庠谙嗤瑮l件下較難液化。通過(guò)降低溫度，使氨氣液化，從而與氮?dú)夂蜌錃夥蛛x。五、論述題1.論述合成氨工業(yè)中如何綜合考慮反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)來(lái)選擇合適的反應(yīng)條件。(1).溫度的選擇：從反應(yīng)速率角度看，升高溫度能增大反應(yīng)速率，因?yàn)闇囟壬?，分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。從平衡移動(dòng)角度看，合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度會(huì)使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于氨氣的生成；降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于氨氣的生成。但溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，生產(chǎn)效率低下。所以綜合考慮，需要選擇一個(gè)適宜的溫度，一般在500℃左右，此時(shí)既能保證一定的反應(yīng)速率，又能使平衡向生成氨氣的方向移動(dòng)有一定的程度。(2).壓強(qiáng)的選擇：從反應(yīng)速率角度看，增大壓強(qiáng)，氣體的濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。從平衡移動(dòng)角度看，合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于提高氨氣的產(chǎn)率。但壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備的要求越高，設(shè)備的投資和維護(hù)成本也會(huì)增加。所以工業(yè)上一般采用10-30MPa的壓強(qiáng)，在保證一定反應(yīng)速率和產(chǎn)率的同時(shí)，兼顧設(shè)備成本。(3).催化劑的使用：催化劑能降低反應(yīng)的活化能，大大提高反應(yīng)速率，但不影響平衡移動(dòng)。在合成氨工業(yè)中使用鐵觸媒等催化劑，能在較低溫度下達(dá)到較高的反應(yīng)速率，從而提高生產(chǎn)效率。(4).反應(yīng)物濃度的控制：增大反應(yīng)物的濃度，能增大反應(yīng)速率，同時(shí)根據(jù)勒夏特列原理，增大一種反應(yīng)物的濃度，平衡會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。在合成氨工業(yè)中，通常使氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比略大于(1:3)，以提高氫氣的轉(zhuǎn)化率。并且不斷補(bǔ)充反應(yīng)物，移走生成物氨氣，使平衡持續(xù)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。2.論述合成氨生產(chǎn)過(guò)程中可能面臨的環(huán)境問(wèn)題及相應(yīng)的解決措施。(1).溫室氣體排放問(wèn)題：?jiǎn)栴}：合成氨生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，大量排放會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖。解決措施：采用節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率，減少化石燃料的消耗，從而減少二氧化碳的排放。可以對(duì)產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行收集和封存，或者將其轉(zhuǎn)化為其他有用的化學(xué)品，如甲醇等。(2).廢渣污染問(wèn)題：?jiǎn)栴}：生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生煤渣、礦渣等廢渣，如果隨意堆放，會(huì)占用土地資源，還可能造成土壤污染和地下水污染。解決措施：對(duì)廢渣進(jìn)行綜合利用，如將煤渣用于建筑材料的生產(chǎn)，制作磚、水泥等。對(duì)于不能利用的廢渣，要進(jìn)行安全填埋處理，避免對(duì)環(huán)境造成污染。(3).廢水污染問(wèn)題：?jiǎn)栴}：合成氨生產(chǎn)廢水含有氨氮、硫化物、重金屬等有害物質(zhì)，如