Question

【題目】閱讀下面的科普短文，回答相關問題

氨是一種重要的化學物質，可用于制造硝酸和氮肥。氨主要來自于人工合成。1909年，弗里茨·哈伯成功地利用氮氣和氫氣合成出氨。工業合成氨的流程如圖（左）所示。為了找到合成氨反應合適的催化劑，人們做了6500多次實驗，發現鐵觸媒效果較好。在鐵觸媒作用下，用體積比為1:3的氮氣和氫氣合成氨，當容器中氨的含量不再發生變化時（平衡時），測得氨的含量分別與溫度和壓強的關系如圖（右）所示。1913年第一座合成氨工廠建立。如今全球合成氨年產量超千萬噸，其中大約85%的氨用于生產氮肥，緩解了地球上有限的耕地資源與龐大的糧食需求之間的矛盾。

（1）工業上可用_________的方法獲得合成氨的原料N2。

（2）甲烷和H2O高溫下反應得到CO和原料氣H2，該反應的化學方程式為_______。

（3）從“合成塔”中出來的氣體是_______（填“純凈物”或“混合物”）。

（4）科學家研究合成氨反應催化劑的目的是________。

（5）按下列條件進行合成氨反應，平衡時氨的含量最高的是______（填字母）。

a 200大氣壓、300℃

b 200大氣壓、500℃

c 400大氣壓、300℃

d 400大氣壓、500℃

Answer 1

【答案】分離液態空氣 混合物 提高合成氨的化學反應速率 c

【解析】

（1）由于空氣中氮氣的體積分數達到78%，所以工業上可用分離液態空氣的方法獲得合成氨的原料N2，故填：分離液態空氣。

（2）甲烷和H2O高溫下能反應得到CO和原料氣H2，所以該反應的化學方程式為，故填：；

（3）從“合成塔”中出來的氣體是混合物，因為從流程圖中可知，經冷卻后除了得到液態氨外還得到氮氣和氫氣，故填：混合物；

（4）催化劑可以改變化學反應的速率，所以科學家研究合成氨反應催化劑的目的是提高合成氨的化學反應速率，故填：提高合成氨的化學反應速率。

（5）根據圖像可知，平衡時氨的含量最高的是400大氣壓、300℃，故填：c。