硝酸工业的基础是氨的催化氧化,在催化剂作用下发生如下反应:
① 4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H = —905 kJ/mol ①主反应
② 4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g) △H = —1268 kJ/mol ②副反应
有关物质产率与温度的关系如甲图。
(1)由反应①②可知反应③N2(g) + O2(g)
2NO(g)的反应热ΔH= ▲
(2)由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时,反应温度最好控制在 ▲
(3)用Fe3O4制备Fe(NO3)3溶液时,需加过量的稀硝酸,原因一:将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+,
原因二: ▲ (用文字和离子方程式说明)。
(4)将NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,则反应的离子方程式为 ▲ 。
(5)依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池(如乙图所示),则图中A为 ▲ (填“正极”或“负极”),电极方程式为 ▲
我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化
步骤及生成物未列出):
(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是 ▲ 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
(2)“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g)
H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
变化如下:
提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值 ▲ (填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正) ▲ v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有关合成氨工业的说法中正确的是 ▲ 。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为▲ ,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为 ▲ 。
(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成 ▲ L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
常温下,将某一元碱BOH和HCl溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
| 实验编号 | HCl的物质的量浓度 (mol·L-1) | BOH的物质的量浓度 (mol·L-1) | 混合溶液的pH |
| ① | 0.1 | 0.1 | pH=5 |
| ② | c | 0.2 | pH=7 |
| ③ | 0.1 | 0.2 | pH>7 |
请回答:
(1)从第①组情况分析,BOH是 ▲ (选填“强碱”或“弱碱”)。该组所得混合溶液中由水电离出的
c(OH—)= ▲ mol·L-1。
(2)第②组情况表明,c ▲ 0.2。该混合液中离子浓度c(B+)▲ c(Cl—)(选填“<”、“>”或“=”)。
(3)从第③组实验结果分析,混合溶液中 (选填“<”、“>”或“=”)
甲:BOH的电离程度 ▲ BCl的水解程度
乙:c(B+)—2 c (OH—) ▲ c(BOH)—2 c(H+)
图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题:
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a b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 ▲ 。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)= ▲ 。
(3)此温度下该反应的平衡常数K= ▲ ;温度降低,K ▲ (填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
| 容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
| 平衡时c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
| 能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
| CO或NO的转化率 | α1 | α2 | α3 |
则:α1+α2= ▲ , a+b/2= ▲ ,m= ▲