Question

氨的合成促進了農業的增產豐收．1909年，德國化學家哈伯（F．Haber）設計出了一套高溫、高壓、催化合成氨的實驗裝置．其反應方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．1922年，德國化學工程師博施（C．Bosch）經過大量試驗，找到了較為理想的鐵催化劑．讓合成氨的工藝走出實驗室實現工業化生產經歷了曲折艱辛的技術革新過程．
（1）下列關于合成氨工業中催化劑的說法不正確的是

 

A、使用催化劑是為了提高反應速率
B、使用鐵觸媒催化劑，在500℃時獲得最大催化效益
C、合成氨只能用鐵觸媒作催化劑
D、除去原料氣中的有害物質是為了防止催化劑中毒
（2）工業上合成氨的生產簡易流程示意圖如下：

請回答：B裝置的主要作用是

 

；從F裝置進入H裝置的物質X為

 

，該循環操作的目的是

 

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（3）氨的合成與工業化，有力地說明了社會需求是技術創新發展的原動力．請結合本模塊學習，從金屬冶煉、硫酸工業、純堿工業、石油化學工業、海水的綜合利用等工業生產中，任舉一例，說明化學科學發展對技術進步的促進作用．

 

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Answer 1

分析：（1）A、催化劑能加快反應速率；
B、在500℃時催化劑活性最高；
C、合成氨的最佳催化劑是鐵觸媒；
D、原料中的有害雜質能使催化劑失去活性；
（2）原料中的有害雜質能使催化劑失去活性；合成塔中是氮氣和氫氣反應；合成氨反應為可逆反應，反應后產物中有原料氣體；
（3）Al的活潑性較強，不容易用熱還原法冶煉，電解法提高了冶煉效率．

解答：解：（1）A、催化劑能加快反應速率，所以使用催化劑是為了提高反應速率，縮短生產周期，提高效益，故A正確；
B、在500℃時催化劑活性最高，反應速率最快，即在500℃時獲得最大催化效益，故B正確；
C、合成氨的最佳催化劑是鐵觸媒，還有其它催化劑，故C錯誤；
D、原料中的有害雜質能使催化劑失去活性，除去原料氣中的有害物質是為了防止催化劑中毒，故D正確；
故答案為：C；
（2）原料中的有害雜質如CO等，能使催化劑失去活性，所以除去原料氣中的有害物質是為了防止催化劑中毒；合成塔中是氮氣和氫氣反應；合成氨反應為可逆反應，反應后產物中有原料氣體，為了提高原料氣的利用率要把為反應的氮氣好和氫氣，再轉入合成塔重新利用；
故答案為：除去雜質，防止催化劑“中毒”；氫氣、氮氣；提高原料氣的利用率；
（3）Al的活潑性較強，不容易用熱還原法冶煉，電解法提高了冶煉效率，則電解法的出現，極大地降低了生產成本，促進了鋁的冶煉的大規模工業化，
故答案為：電解法的出現，極大地降低了生產成本，促進了鋁的冶煉的大規模工業化．

點評：本題考查了幾種工業生產工藝，主要是合成氨工藝，側重于催化劑的應用、反應原理等知識的考查，題目難度不大．