Já tentou configurá-lo com a ferramenta padrão "Monitor" do Ubuntu ou com o ATI Catalyst Control Center? Na semana passada tive o mesmo problema e resolvi tudo instalando o último driver da ATI e trabalhando com a configuração. Aqui você pode encontrar o link para o driver para linux
Após o download, você instala e abre este programa com acesso root. No menu "Display Manager", configure seus monitores selecionando a opção "Multi-diplay desktop com display (s) 2" no seu primeiro monitor e "Multi-display com display (s) 1" no segundo monitor. Aplique as alterações, efetue logoff e efetue login novamente. Em cada etapa da sua configuração, você encontra o id do seu monitor no canto superior esquerdo da tela.
Eu também tentei todas as outras opções e descubro que "Multi-display com display ...)" é o único que atende às minhas necessidades. De fato, tentei também optar por dois monitores diferentes, mas não consegui executar um aplicativo no meu monitor principal. Eu tentei também "dois diferentes monitor" + Xinerama e eu tive um monte de problemas com o aplicativo não está funcionando e assim por diante. Então eu acho que essa é a única opção adequada para mim. Deixe-me saber se você resolve o problema com outra opção ou configuração.