Question

合成氨的发明是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。以下是与NH₃相关的工业过程示意图。

已知：CH₄(g) + 2O₂(g) ==CO₂(g)+2H₂O(g)

△H = — 890kJ/mol

　　 2CO(g) + O₂(g) == 2CO₂(g)

△H = — 566.0 kJ/mol

　　　　 2H₂(g) + O₂(g) ==2H₂O(g)

△H = — 571.6 kJ/mol

（1）请写出CH₄（g）与O₂（g）反应生成CO（g）　 　 和H₂（g）的热化学反应方程式：

　　　　　　　　　　　 _　 。

（2）生产中涉及H₂和CO₂的分离。你认为可取

的方法是（填代号）　　 　　　　　 。

　　

A．在加压条件下用水吸收CO₂

　　 B．用NaOH溶液吸收CO₂

　　 C．加压，使CO₂液化

（3）直接供氨式燃料电池在碱性条件下的负极反应为：　　 　　　　　　　　　　　　 。

（4）合成尿素的反应分两步进行：

①CO₂（g）+ 2NH₃（g） H₂NCOONH₄（aq）△H = — 159.47kJ/mol

　　　　　　　　　　　　　 (氨基甲酸铵)

②H₂NCOONH₄（aq） CO(NH₂)₂（aq）+ H₂O（l）△H = + 28.49kJ/mol

　 在生产条件下，单位时间内获得尿素的产

量与压强和n(NH₃)：n(CO₂)的关系如右图

所示。生产过程中n(NH₃)：n(CO₂)的最佳

配比为　 　　　 ，而实际生产往往使

n(NH₃)：n(CO₂)≥3，这是因为

　　　 　　　　　　　　　　_　 。

在得到的尿素溶液中会含有少量的氨

基甲酸铵，除去这种杂质最简便的方法是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）将氨分为两部分，一部分经逐级氧化吸收转化为硝酸，另一部分又与HNO₃反应生成NH₄NO₃。若HNO₃与NH₃的反应是完全的，有标准状况下78.4LNH₃经上述反应过程生成120g NH₄NO₃。则NH₃转化为HNO₃的转化率为　　　 　　　　　　　　_　　　 。

Answer 1

（1）2CH₄(g) + O₂(g) == 2CO(g) + 4H₂(g)  △H = —70.8 kJ/mol   （2分）

（2）C   （2分）

（3）2NH₃ + 6OH^－ —6e^－ == N₂ + 6H₂O（2分）

（4）2：1  （2分）  有利于提高CO₂的转化率，因为NH₃极易溶于水，便于分离、回收利用。（2分）     加热（2分）

（5）75.%（2分）