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）某溫度下體積為200L的氨合成塔中，測得如下數(shù)據(jù)：

0

1

2

3

4

N2

1.500

1.400

1.200

C1

C1

H2

4.500

4.200

3.600

C2

C2

NH3

0

0.200

0.600

C3

C3

 

 

 

 

 

 

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算０～２小時內(nèi)N2的平均反應速率　　　　　　mol?L-1?h-1

若起始時與平衡時的壓強之比為a，則N2的轉化率為　　　(用含a的代數(shù)式表示)

（2）希臘阿里斯多德大學的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，發(fā)明了一種合成氨的新方法，在常壓下，把氫氣和用氦氣稀釋的氮氣分別通入一個加熱到570℃的電解池，利用能通過氫離子的多孔陶瓷固體作電解質(zhì)，氫氣和氮氣在電極上合成了氨，轉化率達到78%，試寫出電解池陰極的電極反應式　　　　                      　　　　　

（3）氨氣和氧氣從145℃就開始反應，在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物（如右圖）：

4NH3＋5O24NO＋6H2O　K1=1×1053（900℃）

4NH3＋3O22N2＋6H2O　 K2=1×1067（900℃）

溫度較低時以生成　　       　為主，溫度高于900℃時，NO產(chǎn)率下降的原因　　　                     　。吸收塔中需要補充空氣的原因                                         。

（4）尾氣處理時小型化工廠常用尿素作為氮氧化物的吸收劑，此法運行費用低，吸收效果好，不產(chǎn)生二次污染，吸收后尾氣中NOx的去除率高達99.95%。其主要的反應為氮氧化物混合氣與水反應生成亞硝酸，亞硝酸再與尿素反應生成CO2  和N2請寫出有關反應化學方程式　                       ，                 　　　　 。


(1)0.15（2分）    2(1－1/a)   （3分）

(2)N2+6e-+6H+=2NH3 （2分）

  (3)N2 （1分）  生成NO的反應為放熱反應，升高溫度轉化率下降 （2分） 進一步與NO反應生成硝酸（1分）

(4) NO+NO2+H2O=2HNO2；（1分）  CO (NH2)2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O（1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 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．反應建立平衡后，體系中c（H2）=0.12mol?L-1．該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=
1
1
 （填計算結果）．
②保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0.1molCO，當反應重新建立平衡時，水蒸氣的轉化率α（H2O）=
50%
50%
．
   （2）合成塔中發(fā)生反應N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H＜0．下表為不同溫度下該反應的平衡常數(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：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pH高于10.7時，溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應，平衡向逆反應方向移動
當pH高于10.7時，溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應，平衡向逆反應方向移動
．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 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．反應建立平衡后，體系中c（H2）=0.12mol?L-1．該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=
1
1
（填計算結果）．
（2）合成培中發(fā)生反應N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表為不同溫度下該反應的平衡常數(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，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)生反應的化學方程式為
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，試寫出該反應的化學方程式
4NH3+5O2
 點燃 
.
 
4N2+6H2O
4NH3+5O2
 點燃 
.
 
4N2+6H2O
，科學家利用此原理，設計成氨氣一氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是
負極
負極
 （填“正極”或“負極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應的電極反應式為
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 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)生反應的化學方程式：
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，則氮的轉化率為
40%
40%
．
Ⅱ．氨的接觸氧化原理
（3）在900℃裝置②中反應有：?
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
．說明催化劑對反應有
選擇性
選擇性
．
（5）溫度對一氧化氮產(chǎn)率的影響

當溫度大于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 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）的關系如圖2所示．
請回答下列各題：
（1）若氨氧化率達到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）若使氨的氧化率達到95%，應控制氨在氨、空氣混合氣體中的體積分數(shù)約為
10.5%
10.5%

（設氧氣占空氣的體積分數(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，充分反應后導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）最大程度制取NH4NO3，經(jīng)過一系列轉化反應后，向反應后的混合物中加入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 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．反應建立平衡后，體系中c（H2）=0.12mol?L-1．則該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=
 
（填計算結果）．
（2）合成塔中發(fā)生反應N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表為不同溫度下該反應的平衡常數(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，科學家利用此原理，設計成“氨氣-氧氣”燃料電池，則通入氨氣的電極是
 
（填“正極”或“負極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應的電極反應式為
 
．
（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轉化為N2的轉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的轉化率降低，其可能的原因為
 
；在
n(NO)
n(CO)
=1的條件下，應控制的最佳溫度在
 
左右．
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案