合成氨期末考試及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是（）A.N?+3H??2NH?B.N?+H??NH?C.2N?+3H??2NH?D.N?+2H??NH?2.合成氨的原料氣中氫氣和氮?dú)獾淖罴驯壤牵ǎ〢.1:1B.2:1C.3:1D.4:13.合成氨反應(yīng)是（）A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.無熱效應(yīng)反應(yīng)D.視條件而定4.以下哪種物質(zhì)常用作合成氨的催化劑（）A.鐵B.銅C.鋁D.鋅5.合成氨反應(yīng)在高壓下進(jìn)行的主要原因是（）A.提高反應(yīng)速率B.平衡向生成氨的方向移動(dòng)C.降低能耗D.防止催化劑中毒6.合成氨原料氣中一氧化碳的變換反應(yīng)是（）A.CO+H?O?CO?+H?B.CO+O??CO?C.CO+H??CH?D.2CO+O??2CO?7.合成氨生產(chǎn)中，原料氣脫硫的目的是（）A.防止催化劑中毒B.提高氣體純度C.降低成本D.減少環(huán)境污染8.合成氨系統(tǒng)中，分離氨通常采用（）A.過濾B.精餾C.冷凝D.吸附9.合成氨的適宜溫度一般在（）A.200-300℃B.400-500℃C.600-700℃D.800-900℃10.合成氨反應(yīng)中，增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是（）A.加快B.減慢C.不變D.先加快后減慢答案：1.A2.C3.B4.A5.B6.A7.A8.C9.B10.A二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.合成氨的原料來源有（）A.天然氣B.煤C.重油D.水2.影響合成氨反應(yīng)速率的因素有（）A.溫度B.壓強(qiáng)C.催化劑D.反應(yīng)物濃度3.合成氨生產(chǎn)過程中需要除去的雜質(zhì)有（）A.硫化物B.一氧化碳C.二氧化碳D.灰塵4.下列關(guān)于合成氨催化劑的說法正確的是（）A.能加快反應(yīng)速率B.能改變反應(yīng)平衡常數(shù)C.有一定的活性溫度范圍D.會(huì)逐漸失活5.合成氨系統(tǒng)中，能量回收的方式有（）A.余熱鍋爐回收熱量B.透平機(jī)回收能量C.換熱器回收熱量D.直接排放6.提高合成氨產(chǎn)量的措施有（）A.優(yōu)化反應(yīng)條件B.提高原料氣純度C.及時(shí)分離氨D.增加設(shè)備體積7.合成氨原料氣制備過程中涉及的反應(yīng)有（）A.烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)B.煤氣化反應(yīng)C.水煤氣變換反應(yīng)D.氨分解反應(yīng)8.合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)包括（）A.可逆反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.體積減小反應(yīng)D.吸熱反應(yīng)9.合成氨生產(chǎn)中的安全問題有（）A.高溫高壓危險(xiǎn)B.有毒氣體泄漏C.催化劑中毒D.火災(zāi)爆炸10.合成氨工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)包括（）A.大型化B.節(jié)能化C.清潔化D.自動(dòng)化答案：1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ACD5.ABC6.ABC7.ABC8.ABC9.ABD10.ABCD三、判斷題（每題2分，共20分）1.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等。（）2.提高溫度一定能提高合成氨的產(chǎn)量。（）3.合成氨原料氣中氫氣含量越高越好。（）4.催化劑能使合成氨反應(yīng)的平衡向生成氨的方向移動(dòng)。（）5.合成氨生產(chǎn)中，原料氣的凈化是為了提高氣體的利用率。（）6.合成氨反應(yīng)在常壓下也能進(jìn)行，只是效率較低。（）7.合成氨系統(tǒng)的壓力越高，對(duì)設(shè)備的要求越低。（）8.吸附法可以用于合成氨原料氣的脫硫。（）9.合成氨反應(yīng)中，增大氮?dú)獾臐舛龋瑲錃獾霓D(zhuǎn)化率會(huì)降低。（）10.現(xiàn)代合成氨工業(yè)越來越注重節(jié)能減排。（）答案：1.√2.×3.×4.×5.√6.√7.×8.√9.×10.√四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述合成氨原料氣脫硫的方法。答案：有干法脫硫和濕法脫硫。干法如活性炭吸附、氧化鋅脫硫等，適用于低硫含量氣體；濕法如氨水催化法、ADA法等，能脫除大量硫化氫，且可循環(huán)使用脫硫劑。2.合成氨反應(yīng)為什么要在高溫、高壓和催化劑條件下進(jìn)行？答案：高溫加快反應(yīng)速率；高壓使平衡向生成氨方向移動(dòng)，提高氨產(chǎn)率；催化劑降低反應(yīng)活化能，大幅加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。3.說明合成氨系統(tǒng)中分離氨的原理。答案：利用氨的沸點(diǎn)較高，將合成后的氣體混合物冷卻，氨氣會(huì)先冷凝為液態(tài)，而氫氣、氮?dú)馊詾闅鈶B(tài)，通過氣液分離設(shè)備實(shí)現(xiàn)氨與未反應(yīng)氣體的分離。4.簡述合成氨原料氣制備的主要步驟。答案：以天然氣為例，先進(jìn)行蒸汽轉(zhuǎn)化制得含氫氣、一氧化碳等的粗原料氣，再通過變換反應(yīng)將一氧化碳轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳，最后進(jìn)行凈化，除去硫化物、二氧化碳等雜質(zhì)。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論合成氨工業(yè)中節(jié)能措施的重要性及具體途徑。答案：節(jié)能可降低成本、提高競爭力、減少能源消耗與環(huán)境污染。途徑有優(yōu)化工藝流程，回收余熱、余壓，采用高效設(shè)備與節(jié)能型催化劑，合理控制操作條件等。2.分析合成氨反應(yīng)中溫度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)反應(yīng)的綜合影響，并說明如何選擇適宜條件。答案：溫度升高反應(yīng)速率加快但平衡逆向移動(dòng)；壓強(qiáng)增大反應(yīng)速率加快且平衡正向移動(dòng)；催化劑加快反應(yīng)速率不影響平衡。適宜條件選擇要綜合考慮，兼顧反應(yīng)速率與平衡，結(jié)合設(shè)備成本等，如選400-500℃、高壓及鐵催化劑。3.談?wù)労铣砂惫I(yè)對(duì)環(huán)境的影響及相應(yīng)的環(huán)保措施。答案：影響包括廢氣（含硫化物、氮氧化物等）、廢渣（如脫硫渣）、廢水排放。環(huán)保措施有廢氣脫硫、脫