N2+3H2 2NH3合成塔氨氧化法制硝酸 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(Ⅰ)德國人哈伯在1905年發(fā)明的合成氨反應(yīng)原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);已知298 K時,ΔH=-92.4 kJ·mol-1,ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1.試回答下列問題:

(1)請根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變計算分析298 K下合成氨反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行(列出算式即可)___________________.其濃度熵(Qc) __________________化學(xué)平衡常數(shù)(Kc)(填“大于”“等于”或“小于”)時,反應(yīng)向右進(jìn)行.

(2)在實際工業(yè)合成氨生產(chǎn)中采取的措施是__________________ (填序號).

A.采用較低壓強(qiáng)

B.采用800 K左右的高溫

C.用鐵觸媒作催化劑

D.將生成的氨液化并及時從體系中分離出來,N2和H2循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N2和H2

(3)如下圖所示是實驗室模擬工業(yè)法合成氨的簡易裝置,簡述檢驗有氨氣生成的方法

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________.

 (Ⅱ)硝酸是一種重要的化工原料,工業(yè)上通常采用氨氧化法制取.某;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下圖所示裝置利用中學(xué)實驗室常見試劑制取NH3,并以空氣,NH3為原料模擬工業(yè)制HNO3(三氧化二鉻為催化劑,加熱及夾持裝置未畫出):

回答下列問題:

(1)實驗時,A,C兩裝置均需加熱,應(yīng)先加熱______________裝置,原因是___________________;

(2)D裝置中應(yīng)填充的物質(zhì)是______________,該物質(zhì)的主要作用是______________;

(3)E裝置的作用是______________,F,G裝置中的物質(zhì)分別是______________、______________;

(4)若保留上圖中黑色粗線框內(nèi)的裝置但去掉通空氣的導(dǎo)管B,將C裝置中的雙孔橡皮塞換成單孔橡皮塞,請你用圖示的方法設(shè)計一個最簡單的實驗方案同樣完成硝酸的制取(在如下圖所示的方框中畫出裝置圖并注明所用藥品的名稱).

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(2012?南京二模)氨是最重要的化工產(chǎn)品之一.
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料帛制得.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示,則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ?mol-1


(2)近年有人將電磁場直接加在氮氣與氫氣反應(yīng)的容器內(nèi),在較低的溫度和壓強(qiáng)條件下合成氨,獲得了較好的產(chǎn)率.從化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)角度分析,電磁場對合成氨反應(yīng)的作用是
在電磁場的作用下氮氮三鍵更容易斷裂,降低了反應(yīng)所需要的能量,反應(yīng)更容易進(jìn)行
在電磁場的作用下氮氮三鍵更容易斷裂,降低了反應(yīng)所需要的能量,反應(yīng)更容易進(jìn)行
;與傳統(tǒng)的合成氨的方法比較,該方法的優(yōu)點是
節(jié)約了能源、降低了對設(shè)備的要求
節(jié)約了能源、降低了對設(shè)備的要求

(3)直接供氨式堿性燃料電池的電池反應(yīng)為:4NH3+3O2═2N2+6H2O,負(fù)極電極反應(yīng)式為:
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

(4)氨氣制取尿素[CO(NH22]的合成塔中發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g).圖4為合成塔中不同氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]時二氧化碳轉(zhuǎn)化率(x).b宜控制在
A
A
(填序號)范圍內(nèi)(A.0.6~0.7    B.1~1.1  C.1.5~1.61);a宜控制在4.0左右,理由是
氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]大于4.0時,增大氨氣的物質(zhì)的量,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增加不大,增加了生產(chǎn)成本;氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]小于4.0時,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率較小,
氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]大于4.0時,增大氨氣的物質(zhì)的量,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增加不大,增加了生產(chǎn)成本;氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]小于4.0時,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率較小,

(5)氨氧化法制硝酸工業(yè)中,可用尿素溶液除去尾氣中氮氧化物(NO和NO2).尾氣中的NO、NO2與水反應(yīng)生成亞硝酸,亞硝酸再與尿素反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體.1mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物(假設(shè)NO、NO2體積比為1:1)的質(zhì)量為
76
76
g.

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