Question

氨的合成促進了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)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(jīng)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(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)歷了曲折艱辛的技術革新過程．
（1）下列關于合成氨工業(yè)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(zhì)是為了防止催化劑中毒
（2）工業(yè)上合成氨的生產(chǎn)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(zhì)X為

 

，該循環(huán)操作的目的是

 

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（3）氨的合成與工業(yè)化，有力地說明了社會需求是技術創(chuàng)新發(fā)展的原動力．請結(jié)合本模塊學習，從金屬冶煉、硫酸工業(yè)、純堿工業(yè)、石油化學工業(yè)、海水的綜合利用等工業(yè)生產(chǎn)中，任舉一例，說明化學科學發(fā)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(zhì)能使催化劑失去活性；
（2）原料中的有害雜質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)能使催化劑失去活性，除去原料氣中的有害物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(chǎn)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(zhuǎn)入合成塔重新利用；
故答案為：除去雜質(zhì)，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(xiàn)，極大地降低了生產(chǎn)成本，促進了鋁的冶煉的大規(guī)模工業(yè)化，
故答案為：電解法的出現(xiàn)，極大地降低了生產(chǎn)成本，促進了鋁的冶煉的大規(guī)模工業(yè)化．

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