题目内容

11．氨在国民经济中占有很重要的地位．现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料．氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法．
（1）对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，都能缩短达到平衡所用的时间，但只有压强对化学平衡状态有影响．
（2）综合考虑各种因素，在实际生产中合成氨一般选择以铁触媒为催化剂，压强在10～30MPa，温度在400～500℃．
（3）要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题．氢气可以由以下几个途径制取：①电解水制取氢气；②由煤或焦炭制取氢气；③由天然气或重油制取氢气．你认为哪种方法是最佳选择：③（填序号），其反应的化学方程式为CH4+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO+3H2、CO+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO2+H2．
（4）如图是合成氨的简要流程示意图，图中循环气体物质是N2、H2．
（5）硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，为了防止污染大气可以用烧碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O，2NaOH+NO2═NaNO2+NaNO3+H2O
但在实际生产中常用纯碱代替烧碱，也能发生类似反应，且放出CO2，试写出用纯碱溶液吸收NO和NO2的两个反应的化学方程式：
①NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2；
②Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2．

分析 （1）根据勒沙特列原理，增加压强平衡向气体体积减小的方向移动，而催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，对化学平衡没有影响；
（2）工业上考虑反应物的转化率、反应速率、对设备的要求等因素，选择合成氨的条件；
（3）①电解水制取氢气，要消耗电能，反应难度较大；
②由煤或焦炭与水反应制取氢气，反应残留固体多，煤中杂质较多，得到气体不纯；
③由天然气或重油制取氢气，产生的污染较小，产生氢气的效率较高；
（4）合成氨反应是可逆反应，未反应的氮气和氢气可以循环使用；
（5）根据元素守恒，纯碱与NO和NO2反应，生成NaNO2、NaNO3，且放出CO2，据此写反应的化学方程式．

解答 解：（1）根据勒沙特列原理，增加压强平衡向气体体积减小的方向移动，而催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，对化学平衡没有影响，
故答案为：压强；
（2）工业上考虑反应物的转化率、反应速率、对设备的要求等因素，选择合成氨的条件为10～30MPa、400～500℃、铁触媒，
故答案为：铁触媒；10～30MPa；400～500℃；
（3）①电解水制取氢气，要消耗电能，反应难度较大；
②由煤或焦炭与水反应制取氢气，反应残留固体多，煤中杂质较多，得到气体不纯；
③由天然气或重油制取氢气，产生的污染较小，产生氢气的效率较高，反应方程式为CH4+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO+3H2、CO+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO2+H2，
故答案为：③；CH4+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO+3H2、CO+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CO2+H2；
（4）合成氨反应是可逆反应，未反应的氮气和氢气可以循环使用，故答案为：N2、H2；
（5）根据元素守恒，纯碱与NO和NO2反应，生成NaNO2、NaNO3，且放出CO2，反应的化学方程式为①NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2，②Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2，
故答案为：①NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2；②Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2．

点评 本题综合考查工业合成氨知识，涉及物质的分离、化学平衡的等问题，题目难度中等，注意把握物质的性质，注意合成氨条件的选择．

练习册系列答案
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该反应不是（选填“是”或“不是”）氧化还原反应．
②用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4溶液，滴定（VO2）2SO4溶液，完成下列离子方程式，方框内填数字，短线上填写物质的化学式或离子符号．
VO2++H2C2O4+2H+→VO2++CO2↑+2H2O
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根据题意完成下列填空：
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⑥一种分子和一种离子  
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