氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一，传统的工业合成氨技术是德国人哈伯（Fritz Haber）在1905年发明的，因此也被称为哈伯法合成氨。哈伯本人也因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要20～50MPa的高压和500℃的高温，并用铁作催化剂。氢气和氮气在催化剂、高温、高压下合成氨，近一个世纪，全世界都这样生产氨。
（1）哈伯法制氨气的化学反应方程式为N2（g）+3H2（g）450℃/Fe200bar2NH3（g）N2（g）+3H2（g）450℃/Fe200bar2NH3（g）。
（2）从结构角度分析植物难以利用氮气作为氮源的原因是氮氮三键的键能极大难以被破坏氮氮三键的键能极大难以被破坏。
最近，韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）与吉林大学、加拿大卡尔加里大学的研究人员合作，提出一种基于机械化学在温和条件下由氮气合成氨的新方案“球磨法”是在温和的条件下（45℃和1bar,1bar=100kPa）合成氨，氨的最终体积分数可高达82.5%。
该法分为两个步骤（如图）：第一步，铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化，产生高密度的缺陷，氮分子被吸附在这些缺陷上（[Fe（N*）]），有助于氮分子的解离。第二步，N*发生加氢反应得到NHx（x=1～3），剧烈碰撞中，NHx从催化剂表面脱附得到产物氨。
（3）“球磨法”与“哈伯法”相比较，下列说法中正确的是ADAD。
A．催化剂（Fe）缺陷密度越高，N2的吸附率越高
B．“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键，而“球磨法”不用解离氮氮三键
C．“球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”
D．“球磨法”不采用高压，是因为低压产率已经较高，加压会增大成本
（4）机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成，而摩擦生热会使体系温度升高。图甲是N2吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线，则应选择的最佳转速约400400转/min；若选择500转/min的转速，N2的吸附量降低的原因是转速过快，体系升温过快，温度过高不利于氮气的吸附转速过快，体系升温过快，温度过高不利于氮气的吸附。
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【考点】工业制氨气．
【答案】N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；氮氮三键的键能极大难以被破坏；AD；400；转速过快，体系升温过快，温度过高不利于氮气的吸附
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：31引用：1难度：0.6
