(13分)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=_____(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)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               。

(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___________。
(5)硝酸廠的尾氣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(jī)理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H= -574kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g) +2H2O(g)   △H= -1160kJ·mol1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為:________________________。
(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____________________,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_______________________。

(1)1  (2)< (3)溫度高于900℃時,平衡向左移動。(4)
(5)CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)  △H=-867kJ/mol
(6)4NH3+3O2 2N2+6H2O;負(fù)極;  2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O

解析

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(jìn)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(PO42]=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

查看答案和解析>>

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(jī)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

查看答案和解析>>

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(jìn)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(qiáng)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(jī)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(jìn)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(jìn)了一氧化氮的分解
B.促進(jìn)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

查看答案和解析>>

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

查看答案和解析>>

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:
精英家教網(wǎng)
(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(jī)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.
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案