工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

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完成下列問題：
Ⅰ．合成氨
（1）寫出裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（2）已知在一定的溫度下進入裝置①的氮、氫混合氣體與從合成塔出來的混合氣體壓強之比為5：4，則氮的轉(zhuǎn)化率為______．
Ⅱ．氨的接觸氧化原理
（3）在900℃裝置②中反應(yīng)有：?
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 （900℃）
4NH3（g）+4O2（g）?4N2O（g）+6H2O（g）；△H=-1103kJ?mol-1  K2=1×1061 （900℃）
4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1267kJ?mol-1  K3=1×1067 （900℃）
除了上列反應(yīng)外，氨和一氧化氮相互作用：
4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）；△H=-1804kJ?mol-1，還可能發(fā)生氨、一氧化氮的分解．
完成熱化學(xué)方程式：2NO（g）?N2（g）+O2（g）；△H=______．
（4）鉑-銠合金催化劑的催化機理為離解和結(jié)合兩過程，如圖所示：

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由于鉑對NO和水分子的吸附力較小，有利于氮與氧原子結(jié)合，使得NO和水分子在鉑表面脫附，進入氣相中．若沒有使用鉑-銠合金催化劑，氨氧化結(jié)果將主要生成______．說明催化劑對反應(yīng)有______．
（5）溫度對一氧化氮產(chǎn)率的影響

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當(dāng)溫度大于900℃時，NO的產(chǎn)率下降的原因______（選填序號）
A．促進了一氧化氮的分解
B．促進了氨的分解
C．使氨和一氧化氮的反應(yīng)平衡移動，生成更多N2
（6）硝酸工業(yè)的尾氣常用Na2CO3溶液處理，尾氣的NO、NO2可全部被吸收，寫出用Na2CO3溶液吸收的反應(yīng)方程式______．
（1）氮氣的氫氣在催化劑、加熱加壓的條件下生成氨氣的反應(yīng)為：N2+3H2 
催化劑
加熱、加壓
2NH3，故答案為：N2+3H2 
催化劑
加熱、加壓
2NH3；
（2）設(shè)消耗的氮氣的量是x，則N2 +3H2 
催化劑
加熱、加壓
  2NH3
        初始物質(zhì)的量            1        3              0
       變化的物質(zhì)的量           x        3x             2x
     平衡時的物質(zhì)的量          1-x      3-3x            2x
氮、氫混合氣體與從合成塔出來的混合氣體壓強之比為5：4，即氮、氫混合氣體的物質(zhì)的量之和與從合成塔出來的混合氣體的物質(zhì)的量之和的比為5：4，所以
(1-x)+(3-3x)+2x
4
=
4
5
，解得x=0.4mol，所以氮氣的轉(zhuǎn)化率為：
0.4
1
×100%=40%，故答案為：40%；
（3）根據(jù)已知反應(yīng)可得：①2NO（g）+3H2O（g）?2NH3（g）+
5
2
O2（g）；△H=
1
2
×905.5kJ?mol-1=452.75kJ?mol-1，
②2NH3（g）+
3
2
O2（g）?N2（g）+3H2O（g）；△H=-1267×
1
2
kJ?mol-1=-633.5kJ?mol-1；
反應(yīng)2NO（g）?N2（g）+O2（g）可以看成是①+②的結(jié)果，所以△H=-633.5kJ?mol-1+452.75kJ?mol-1=-180.75 kJ?mol-1，故答案為：-180.75 kJ?mol-1；
（4）若沒有使用鉑-銠合金催化劑，氫氣會和氧氣反應(yīng)，使得氮氣和氫氣不能反應(yīng)，說明催化劑具有選擇性，故答案為：氮氣和水蒸氣；選擇性；
（5）由圖象可知在溫度較低時生成氮氣．溫度高于900℃時，NO產(chǎn)率下降是因為反應(yīng)4NH3+5O2?4NO+6H2O是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升溫平衡逆向進行，故產(chǎn)率降低，
故答案為：A、B；
（6）尾氣的NO、NO2可全部被碳酸鈉吸收，其化學(xué)方程式為：NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，
故答案為：NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2 、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應(yīng)為：CO+H2O（g）?CO2+H2
①t℃時，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣．反應(yīng)建立平衡后，體系中c（H2）=0.12mol?L-1．該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1
 （填計算結(jié)果）．
②保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0.1molCO，當(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率α（H2O）=
50%
50%
．
   （2）合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H＜0．下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．由此可推知，表中
T1
＜
＜
573K（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）NH3和O2在鉑系催化劑作用下從145℃就開始反應(yīng)：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ?mol-1，不同溫度下NO產(chǎn)率如右圖所示．溫度高于900℃時，NO產(chǎn)率下降的原因
溫度高于900℃時，平衡向左移動
溫度高于900℃時，平衡向左移動
．
（4）廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素，農(nóng)藥廠排放的廢水中常含有較多的NH4+和PO43-，一般可以通過兩種方法將其除去．
①方法一：將Ca（OH）2或CaO 投加到待處理的廢水中，生成磷酸鈣，從而進行回收．當(dāng)處理后的廢水中c（Ca2+）=2×10-7 mol/L時，溶液中c（PO43-）=
5×10-7
5×10-7
mol/L．
（已知Ksp[Ca3（PO4）2]=2×10-33）
②方法二：在廢水中加入鎂礦工業(yè)廢水，就可以生成高品位的磷礦石-鳥糞石，反應(yīng)的方程式為Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓．該方法中需要控制污水的pH為7.5～10，若pH高于10.7，鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低．其原因可能為
當(dāng)pH高于10.7時，溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動
當(dāng)pH高于10.7時，溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動
．與方法一相比，方法二的優(yōu)點為
能同時除去廢水中的氮，充分利用了鎂礦工業(yè)廢水
能同時除去廢水中的氮，充分利用了鎂礦工業(yè)廢水
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2011?石景山區(qū)一模）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應(yīng)為：CO+H2O（g）?CO2+H2．t℃時，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣．反應(yīng)建立平衡后，體系中c（H2）=0.12mol?L-1．該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1
（填計算結(jié)果）．
（2）合成培中發(fā)生反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．由此可推知，表中T1
＜
＜
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
T/℃ T1 300 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
（3）N2和H2在鐵作催化劑作用下從145℃就開始反應(yīng)，不同溫度下NH3產(chǎn)率如圖所示．溫度高于900℃時，NH3產(chǎn)率下降的原因
溫度高于900℃時，平衡向左移動
溫度高于900℃時，平衡向左移動
．
（4）在上述流程圖中，氧化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
4NH3+5O2
催化劑
.
△
4NO+6H2O
4NH3+5O2
催化劑
.
△
4NO+6H2O
．
（5）硝酸廠的尾氣含有氮的氧化物，如果不經(jīng)處理直接排放將污染空氣．目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水，反應(yīng)機理為：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
則甲烷直接將N02還原為N2的熱化學(xué)方程式為：
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
．
（6）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質(zhì)和水，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
4NH3+5O2
 點燃 
.
 
4N2+6H2O
4NH3+5O2
 點燃 
.
 
4N2+6H2O
，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計成氨氣一氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是
負(fù)極
負(fù)極
 （填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2011?鎮(zhèn)江一模）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

完成下列問題：
Ⅰ．合成氨
（1）寫出裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
N2+3H2
催化劑
加熱、加壓
2NH3
N2+3H2
催化劑
加熱、加壓
2NH3
．
（2）已知在一定的溫度下進入裝置①的氮、氫混合氣體與從合成塔出來的混合氣體壓強之比為5：4，則氮的轉(zhuǎn)化率為
40%
40%
．
Ⅱ．氨的接觸氧化原理
（3）在900℃裝置②中反應(yīng)有：?
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 （900℃）
4NH3（g）+4O2（g）?4N2O（g）+6H2O（g）；△H=-1103kJ?mol-1  K2=1×1061 （900℃）
4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1267kJ?mol-1  K3=1×1067 （900℃）
除了上列反應(yīng)外，氨和一氧化氮相互作用：
4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）；△H=-1804kJ?mol-1，還可能發(fā)生氨、一氧化氮的分解．
完成熱化學(xué)方程式：2NO（g）?N2（g）+O2（g）；△H=
-180.75 kJ?mol-1
-180.75 kJ?mol-1
．
（4）鉑-銠合金催化劑的催化機理為離解和結(jié)合兩過程，如圖所示：

由于鉑對NO和水分子的吸附力較小，有利于氮與氧原子結(jié)合，使得NO和水分子在鉑表面脫附，進入氣相中．若沒有使用鉑-銠合金催化劑，氨氧化結(jié)果將主要生成
氮氣和水蒸氣
氮氣和水蒸氣
．說明催化劑對反應(yīng)有
選擇性
選擇性
．
（5）溫度對一氧化氮產(chǎn)率的影響

當(dāng)溫度大于900℃時，NO的產(chǎn)率下降的原因
A、B
A、B
（選填序號）
A．促進了一氧化氮的分解
B．促進了氨的分解
C．使氨和一氧化氮的反應(yīng)平衡移動，生成更多N2
（6）硝酸工業(yè)的尾氣常用Na2CO3溶液處理，尾氣的NO、NO2可全部被吸收，寫出用Na2CO3溶液吸收的反應(yīng)方程式
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2009?宿遷模擬）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如圖1：

在800℃、鉑催化劑存在條件下，氨與氧氣反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NO 和H2O．在實際生產(chǎn)中氨的氧化率與混合氣中氧氨比（氧氣與氨氣物質(zhì)的量比，以γ{n（O2）/n（NH3）}表示）的關(guān)系如圖2所示．
請回答下列各題：
（1）若氨氧化率達(dá)到100%，理論上γ{n（O2）/n （NH3）}為1.25，而實際生產(chǎn)要將γ值維持在1.7～2.2之間，其原因是
一方面提高氧氣量，增大氨的氧化率；另方面γ值在該范圍，氨的氧化率已高達(dá)95～99%，再提高，氨的氧化率上升空間已有限，反而會增加能耗，提高生產(chǎn)成本
一方面提高氧氣量，增大氨的氧化率；另方面γ值在該范圍，氨的氧化率已高達(dá)95～99%，再提高，氨的氧化率上升空間已有限，反而會增加能耗，提高生產(chǎn)成本
．
（2）若使氨的氧化率達(dá)到95%，應(yīng)控制氨在氨、空氣混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)約為
10.5%
10.5%

（設(shè)氧氣占空氣的體積分?jǐn)?shù)為20%）．將γ=1.75的氨、空氣混合氣體通入800℃、盛有鉑催化劑的氧化爐，充分反應(yīng)后導(dǎo)入到吸收塔的氣體的主要成分是
N2、NO2、H2O
N2、NO2、H2O
．
（3）現(xiàn)以a mol NH3和足量空氣為原料（不考慮N2的反應(yīng)）最大程度制取NH4NO3，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化反應(yīng)后，向反應(yīng)后的混合物中加入b g水，得到密度為ρ g?mL-1的溶液，計算該溶液中NH4NO3物質(zhì)的量濃度可能的最大值
500aρ
49a+b
mol?L-1
500aρ
49a+b
mol?L-1
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如圖：
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（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．t℃時，往10L密閉容器中充入2mol CO和3mol水蒸氣．反應(yīng)建立平衡后，體系中c（H2）=0.12mol?L-1．則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
（填計算結(jié)果）．
（2）合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)．由此可推知，表中T1
 
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
T/℃ T1 300 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
（3）氨氣在純氧中燃燒生成一種單質(zhì)和水，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計成“氨氣-氧氣”燃料電池，則通入氨氣的電極是
 
（填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
 
．
（4）用氨氣氧化可以生產(chǎn)硝酸，但尾氣中的NOx會污染空氣．目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水，反應(yīng)機理為：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為
 
．
（5）某研究小組在實驗室以“Ag-ZSM-5”為催化劑，測得將NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如下圖．據(jù)圖分析，若不使用CO，溫度超過775℃，發(fā)現(xiàn)NO的轉(zhuǎn)化率降低，其可能的原因為
 
；在
n(NO)
n(CO)
=1的條件下，應(yīng)控制的最佳溫度在
 
左右．
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