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合成氨工业及硝酸工业对工、农生产和国防都有重要意义。请回答:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H= -92.4 kJ/mol,
①合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是(填选项序号)_______。  
a.用铁触媒加快化学反应速率            
b.采用较高压强(20 MPa~50 MPa)
c.将原料气中的少量CO等气体净化除去  
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②一定温度下,在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2并发生反应。
a.若容器容积恒定,达到平衡时气体的压强为原来的7/8,N2的转化率为а1,此时,反应放热为_________kJ;
b.若容积为4L,当进行到第4分钟时达到平衡,生成NH3为1.0 mol,则从开始到达平衡时NH3的平均速率v(NH3)=_________。
c.若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N2的转化率为а2,则а2_______а1(填“>、<或=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是______________________。
②硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
a.催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2
已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol                  
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是___________________。
b.碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是_______________。
(3)随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A是电解池的_______极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是__________________ 。
(1)①bd ;②23.1 kJ;0.0625 mol/(L·min); >
(2)①4NH3+5O24NO+6H2O;②4H2(g)+2NO2(g)==N2(g)+4H2O(g) =-1034.9 kJ/mol;2NO2+CO32-==NO3+NO2+CO2
(3)阴;N2+6H+ + 6e- =2NH3
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解


(1)在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为
b
b

(a)A     (b)B    (c)C      (d)D
(2)现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或浓硝酸中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等.
①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置.
②甲、乙两元素相比较,金属性较强的是
Mg
Mg
(填名称),可以验证该结论的实
验是
bc
bc

(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
(b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
(c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
(d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
③写出甲的氧化物及氧化物对应水化物分别与强碱反应的离子方程式
Al2O3 +2OH-═2AlO2-+H2O
Al2O3 +2OH-═2AlO2-+H2O
Al(OH)3 +OH-═AlO2-+2H2O
Al(OH)3 +OH-═AlO2-+2H2O

(3)表中所列小写字母分别代表一种化学元素:
①m、f、j的单质熔点由高到低的顺序
C>Si>P
C>Si>P
(填元素符号).
②以上元素形成的金属单质中,熔点最低的是
Na
Na
(填元素符号).
③f、m、n、g所形成的氢化物的稳定性还性由强到弱的顺序为
HCl、H2S、PH3、SiH4
HCl、H2S、PH3、SiH4
(填化学式);
④甲、乙、c、d、e形成的简单离子的半径由小到大的顺序为
Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-
Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-

⑤f元素单质是在生产中用量很大,试写出工业上制备f元素单质的化学方程式
SiO2+2C
 高温 
.
 
2CO+Si
SiO2+2C
 高温 
.
 
2CO+Si

⑥c元素的单质用途
氮气是合成氨、制硝酸的重要原料;由于其性质稳定常被用作保护气;在高科技领域中常用液氮制造低温环境
氮气是合成氨、制硝酸的重要原料;由于其性质稳定常被用作保护气;在高科技领域中常用液氮制造低温环境
(填一条).

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科目:高中化学 来源:2011-2012学年广东省中山市高二下学期期末考试化学试卷(带解析) 题型:填空题

(15分)氨气是一种重要的化工原料,大量用于制造尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸,在有机合成工业中制合成纤维、塑料、染料等。请回答下列问题:
(1)氨气是工业制备硝酸的重要原料,已知下列三个热化学方程式:
① N2 (g)+ 3H2 (g)2NH3 (g) △H1
② 4NH3(g) +5O2 (g)= 4NO(g) +6H2O(l)  △H2
③ N2 (g)+ O2 (g)= 2NO (g) △H
能否应用△H1和△H2表示△H
若能用△H1和△H2表示△H,则写出△H=                        ;若不能,说明理由:
                                  
(2)在相同的温度下,容积相等的两个恒容密闭容器(编号分别为a和b)中,一定量的氮气和氢气发生下列可逆反应:
N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol
实验测得反应起始时各物质的物质的量及平衡时放出的热量如下表:

容器编号
起始时各物质物质的量/mol
平衡时反应
N2
H2
NH3
a
1
3
0
23.1
b
2
6
0
未知(用E表示)
下列说法正确的是         (填序号)
①反应a和反应b的氢气转化率相同
②利用已知数据可以计算反应b的平衡常数
③利用已知数据可以计算反应b放出的能量E
④平衡时a、b两个反应的氨气体积分数为1:1
(3)温度为400℃、压强为30Mpa的情况下,密闭容器中发生氢气与氮气的合成氨反应:N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)  △H<0 。
氨气的物质的量[n(NH3)]和氢气的物质的量[n(H2)]随时间变化的关系如下图:

正反应速率最大的点是       (选填a、b、c、d中的一个或几个),氮气的物质的量[n(N2)]相等的两点是       (选填a、b、c、d中的两个);保持其他条件不变,将温度改为600℃,在上图中画出反应达到平衡的过程中氨气的变化曲线。
(4)工业合成氨用煤制备原料气氢气时,往往排放大量的二氧化碳。实际工业生成中可利用二氧化碳联合生产二甲醚(CH3OCH3),一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反应:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)  △H<0
两个密闭恒容容器中在温度均为T且保持不变的情况下进行上述反应,一段时间后测得两个容器中有关数据及正逆反应速率关系如下表:
容器
c(CO2)
/mol·L1
c(H2)
/mol·L1
c(CH3OCH3)
/mol·L1
c(H2O)
/mol·L1
v (正)和v (逆)比较
容器I
1.0×102
1.0×102
1.0×104
1.0×104
v (正)=v (逆)
容器II
2.0×102
1.0×102
1.0×104
2.0×104
 
容器I中的反应      (选填“是”或“否”)达到平衡状态,该反应在温度为T时的平衡常数K=         。表格内的空格处v(正)与v(逆)的大小关系是               

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年山东省济南市高三下学期5月针对训练理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

随着世界粮食需求量的增加,农业对化学肥料的需求越越大。氮肥是需求最大的一种化肥。氮肥的生产和合理施用在农业生产中起着重大作用。合成氨及化肥生产流程示意图如下:

(1)目前,工业上用铁触媒作催化剂,在20~50 MPa、450℃左右用氮、氢混合气体在

         中进行合成氨。则沿X方向回去的物质是          。  

(2)在侯氏制碱法中,从沉淀池中得到的母液要通人氨气、降温并加入         (填化学式),目的是                

(3)沉淀池中的化学方程式是          

(4)工业上将氨催化氧化可制硝酸。在硝酸生产中,催化剂铂网在氨的催化氧化反应中起的作 用是        。硝酸工业尾气对环境污染严重,若在催化剂存在下用甲烷将其中的一氧化氮还原为对空气无污染的物质,其反应的化学方程式为                          

 

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科目:高中化学 来源:2013届广东省中山市高二下学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

(15分)氨气是一种重要的化工原料,大量用于制造尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸,在有机合成工业中制合成纤维、塑料、染料等。请回答下列问题:

(1)氨气是工业制备硝酸的重要原料,已知下列三个热化学方程式:

① N2 (g)+ 3H2 (g) 2NH3 (g)  △H1

② 4NH3(g) +5O2 (g)= 4NO(g) +6H2O(l)   △H2

③ N2 (g)+ O2 (g)= 2NO (g)  △H

能否应用△H1和△H2表示△H

若能用△H1和△H2表示△H,则写出△H=                         ;若不能,说明理由:

                                  

(2)在相同的温度下,容积相等的两个恒容密闭容器(编号分别为a和b)中,一定量的氮气和氢气发生下列可逆反应:

N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)  △H=-92.4 kJ/mol

实验测得反应起始时各物质的物质的量及平衡时放出的热量如下表:

容器编号

起始时各物质物质的量/mol

平衡时反应

N2

H2

NH3

a

1

3

0

23.1

b

2

6

0

未知(用E表示)

下列说法正确的是          (填序号)

① 反应a和反应b的氢气转化率相同

②利用已知数据可以计算反应b的平衡常数

③利用已知数据可以计算反应b放出的能量E

④平衡时a、b两个反应的氨气体积分数为1:1

(3)温度为400℃、压强为30Mpa的情况下,密闭容器中发生氢气与氮气的合成氨反应:N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)   △H<0 。

氨气的物质的量[n(NH3)]和氢气的物质的量[n(H2)]随时间变化的关系如下图:

正反应速率最大的点是        (选填a、b、c、d中的一个或几个),氮气的物质的量[n(N2)]相等的两点是        (选填a、b、c、d中的两个);保持其他条件不变,将温度改为600℃,在上图中画出反应达到平衡的过程中氨气的变化曲线。

(4)工业合成氨用煤制备原料气氢气时,往往排放大量的二氧化碳。实际工业生成中可利用二氧化碳联合生产二甲醚(CH3OCH3),一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反应:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)   △H<0

两个密闭恒容容器中在温度均为T且保持不变的情况下进行上述反应,一段时间后测得两个容器中有关数据及正逆反应速率关系如下表:

容器

c(CO2)

/mol·L1

c(H2)

/mol·L1

c(CH3OCH3)

/mol·L1

c(H2O)

/mol·L1

v (正)和v (逆)比较

容器I

1.0×102

1.0×102

1.0×104

1.0×104

v (正)=v (逆)

容器II

2.0×102

1.0×102

1.0×104

2.0×104

 

容器I中的反应       (选填“是”或“否”)达到平衡状态,该反应在温度为T时的平衡常数K=          。表格内的空格处v(正)与v(逆)的大小关系是               

 

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