摘要：工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产.流程如下: (1)工业生产时.制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)CO2+H2.t℃时.往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气.反应建立平衡后.体系中c(H2)=0.12mol·L-1.该温度下此反应的平衡常数K= . (2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0.下表为不同温度下该反应的平衡常数.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在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应. 不同温度下NH3产率如图所示.温度高于900℃时. NH3产率下降的原因 . (4)在上述流程图中.氧化炉中发生反应的化学方程式为 . (5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气.目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水.反应机理为: CH4(g)+4NO2+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574kJ·mol-1 CH4＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -1160kJ·mol-1 则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为: . (6)氨气在纯氧中燃烧.生成一种单质和水.试写出该反应的化学方程式 .科学家利用此原理.设计成氨气-氧气燃料电池.则通入氨气的电极是 ,碱性条件下.该电极发生反应的电极反应式为 . 答案:25． (1)1 (2)＜ (3)温度高于900℃时.平衡向左移动. (4) (5)CH4(g)+2NO2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) △H＝-867kJ/mol (6)4NH3+3O2 点燃 2N2+6H2O,负极, 2NH3 - 6e- + 6OH- = N2 +6H2O
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化学一化学与技术
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
请回答下列问题：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：
C0+H2O（g）?CO2+H2 t℃时，向 1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气．反应达到平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1，该温度下此反应的平衡常数K= （填计算结果）．
（2）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1 573K （填“＞”、“＜”或“=”
（3）废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素，化工厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-，一般可以通过两种方法将其除去．
①方法一：将Ca（OH）2或CaO投加到待处理的废水中，生成磷酸钙从而进行回收．当处理后的废水中c（Ca2+）=2×10-7mol/L时，处理后的废水中c（PO43-）≤ mol/L．（已知Ksp[Ca3（PO4）2]=2×10-33）
②方法二：在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成髙品位的磷矿石一鸟粪石，反应的离子方程式为Mg2++NH4++PO43-═MgNH4PO4↓．该方法中需要控制污水的pH为7.5?10，若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低．其原因可能为 ，与方法一相比，方法二的优点为 ．
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
请回答下列问题：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：
C0+H2O（g）?CO2+H2 t℃时，向 1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气．反应达到平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1，该温度下此反应的平衡常数K=
（2）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
| T/K | T1 | 573 | T2 |
| K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
①方法一：将Ca（OH）2或CaO投加到待处理的废水中，生成磷酸钙从而进行回收．当处理后的废水中c（Ca2+）=2×10-7mol/L时，处理后的废水中c（PO43-）≤
②方法二：在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成髙品位的磷矿石一鸟粪石，反应的离子方程式为Mg2++NH4++PO43-═MgNH4PO4↓．该方法中需要控制污水的pH为7.5?10，若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低．其原因可能为
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下
（1）①工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2，850℃时，往1L密闭容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O（g）．反应4min后建立平衡，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．CO的平衡浓度为
②在850℃时，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向逆反应方向进行的有
（2）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
（3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率图1所示．温度高于900℃时，NH3产率下降，原因是
（4）在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子．使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ?mol-1表示．请认真观察图2，回答问题．
图中所示反应是
O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ?mol-1，该反应的活化能为167.2kJ?mol-1，则其逆反应的活化能为
（5）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
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
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
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（1）①工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2，850℃时，往1L密闭容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O（g）．反应4min后建立平衡，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．CO的平衡浓度为
0.18mol/L
0.18mol/L
转化率为40%
40%
该温度下此反应的平衡常数K=1
1
（填计算结果）．②在850℃时，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向逆反应方向进行的有
A
A
（选填A、B、C、D、E）| A | B | C | D | E | |
| n（CO2） | 3 | l | 0 | 1 | l |
| n（H2） | 2 | l | 0 | 1 | 2 |
| n（CO） | 1 | 2 | 3 | 0.5 | 3 |
| n（H2O） | 5 | 2 | 3 | 2 | l |
＜
＜
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．| T/°C | T1 | 300 | T2 |
| K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
900℃时反应达到平衡状态，再升高温度平衡向左移动
900℃时反应达到平衡状态，再升高温度平衡向左移动
．（4）在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子．使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ?mol-1表示．请认真观察图2，回答问题．
图中所示反应是
放热
放热
（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的△H=-（E1-E2）kJ/mol
-（E1-E2）kJ/mol
（用含E1、E2E的代数式表示）．已知热化学方程式：H2（g）+| 1 |
| 2 |
409kJ/mol
409kJ/mol
．（5）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
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
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ?mol-1
．（2009?龙岩一模）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图1：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O?CO2+H2
①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．该温度下此反应的平衡常数K=
②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率α （H2O）=
（2）合成塔中发生反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H＜0．右表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
（3）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：
4NH3+5O2?4NO+6H2O△H=-905kJ?mol-1
不同温度下NO产率如图2所示．温度高于900℃时，NO产率下降的原因
（4）吸收塔中反应为：3NO2+H2O?2HNO3+NO．从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是
（5）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
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
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
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（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O?CO2+H2
①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．该温度下此反应的平衡常数K=
1
1
．②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率α （H2O）=
50%
50%
．（2）合成塔中发生反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H＜0．右表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
＜
＜
573K（填“＞”、“＜”或“=”）．| T/K | T1 | 573 | T2 |
| K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
4NH3+5O2?4NO+6H2O△H=-905kJ?mol-1
不同温度下NO产率如图2所示．温度高于900℃时，NO产率下降的原因
温度高于900℃时，平衡向左移动
温度高于900℃时，平衡向左移动
．（4）吸收塔中反应为：3NO2+H2O?2HNO3+NO．从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是
充入空气，NO转化为NO2，有利于提高原料利用率
充入空气，NO转化为NO2，有利于提高原料利用率
．（5）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
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
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol
CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol
．
（2009?中山模拟）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
（1）某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：
| 时间（h）浓度（mol/L） | 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 |
0.15
0.15
mol?L-1?h-1若起始时与平衡时的压强之比为a，则N2的转化率为
2（1-
）
| 1 |
| a |
2（1-
）
（用含a的代数式表示）| 1 |
| a |
（2）希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法（Science，2，Oct.1998，p98），在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式
N2+6H++6e-═2NH3
N2+6H++6e-═2NH3
（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）：
4NH3+5O2?4NO+6H2O K1=1×1053（900℃）
4NH3+3O2?2N2+6H2O K2=1×1067（900℃）温度较低时以生成
N2
N2
为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降
生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降
．吸收塔中需要补充空气的原因进一步与NO反应生成硝酸
进一步与NO反应生成硝酸
．（4）尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%．其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2请写出有关反应化学方程式
NO+NO2+H2O=2HNO2
NO+NO2+H2O=2HNO2
，CO（NH2）2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O
CO（NH2）2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O
．（2011?石景山区一模）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2．t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．该温度下此反应的平衡常数K=
（2）合成培中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
（3）N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率如图所示．温度高于900℃时，NH3产率下降的原因
（4）在上述流程图中，氧化炉中发生反应的化学方程式为
（5）硝酸厂的尾气含有氮的氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
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
则甲烷直接将N02还原为N2的热化学方程式为：
（6）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式
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（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2．t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．该温度下此反应的平衡常数K=
1
1
（填计算结果）．（2）合成培中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．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在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，不同温度下NH3产率如图所示．温度高于900℃时，NH3产率下降的原因温度高于900℃时，平衡向左移动
温度高于900℃时，平衡向左移动
．（4）在上述流程图中，氧化炉中发生反应的化学方程式为
4NH3+5O2
4NO+6H2O
| ||
| △ |
4NH3+5O2
4NO+6H2O
．
| ||
| △ |
（5）硝酸厂的尾气含有氮的氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
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
则甲烷直接将N02还原为N2的热化学方程式为：
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）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式
4NH3+5O2
4N2+6H2O
| ||
4NH3+5O2
4N2+6H2O
，科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，则通入氨气的电极是
| ||
负极
负极
（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O
．