摘要:26.将过量的氧气与A产生的氨气分别从a.b两管进气口通入到装置C中.并在b管上端点燃氨气: ① 两气体通入的先后顺序是 . 其理由是 ② 氨气燃烧的化学方程式是 .

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(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·L-1
c(H2)
/mol·L-1
c(CH3OCH3)
/mol·L-1
c(H2O)
/mol·L-1
v (正)和v (逆)比较
容器I
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-4
1.0×10-4
v (正)=v (逆)
容器II
2.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-4
2.0×10-4
 
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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(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·L-1

c(H2)

/mol·L-1

c(CH3OCH3)

/mol·L-1

c(H2O)

/mol·L-1

v (正)和v (逆)比较

容器I

1.0×10-2

1.0×10-2

1.0×10-4

1.0×10-4

v (正)=v (逆)

容器II

2.0×10-2

1.0×10-2

1.0×10-4

2.0×10-4

 

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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火力发电厂产生大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染.对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的.
(1)脱硝.利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接将NO2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
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
.
(2)脱碳.将CO2转化为甲醇的化学方程式为:
CO2+3H2CH3OH(g)+H2O(g)
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,tmin后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述合成甲醇的反应的逆反应为
吸热
吸热
反应(填“放热”或“吸热”).
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.下列说法正确的是
CE
CE

A.10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5mol?L-1
B.0~10min内,氢气的平均反应速率为0.075mol?L-1?min-1
C.达到平衡时,氢气的转化率为75%
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③能说明CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)达到平衡状态的是
C
C

A.生成甲醇的速率与生成水的速率相等
B.v(H2)=3v(CH3OH)
C.恒容容器中,体系的压强不再改变
D.恒容容器中,混合气体密度不再发生改变
④右图表示反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,达到平衡后,采取下列措施中能使c(CH3OH)增大的是
CD
CD
.
A.使用新高效催化剂              B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来   D.再充入1mol CO2和3mol H2
⑤甲醇燃料电池结构如图所示,其工作时正极的电极反应式可表示为
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
.
(3)脱硫.某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥.  
硫酸铵溶液的pH<7,其原因为:
NH4++H2ONH3?H2O+H+
NH4++H2ONH3?H2O+H+
(用离子方程式表示);在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)
小于
小于
c(NO3-)(选填“大于”、“等于”或“小于”)
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