摘要:(3)4NH3+5O2 4NO+6H2O (4)Mg + 2NH4+=== 2NH3↑+H2↑+ Mg2+ (5) 2NH4++2e- = 2NH3↑+H2↑
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(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
.工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

(1)在合成氨的反应中,改变反应条件,会使平衡发生移动.如图象表示随条件改变,氨气的百分含量的变化趋势.
当横坐标为压强时,变化趋势正确的是(选填字母序号)
当横坐标为温度时,变化趋势正确的是(选填字母序号)
(2)如图所示三个容积相同的容器①、②、③,若起始温度相同,分别向三个容器中充入3mol H2和1mol N2,一定条件下反应,达到平衡时各容器中NH3物质的百分含量由大到小的顺序为
(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(如图所示):
4NH3+5O2?4NO+6H2O
4NH3+3O2?2N2+6H2O
温度较低时以生成

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(1)在合成氨的反应中,改变反应条件,会使平衡发生移动.如图象表示随条件改变,氨气的百分含量的变化趋势.
当横坐标为压强时,变化趋势正确的是(选填字母序号)
b
b
,当横坐标为温度时,变化趋势正确的是(选填字母序号)
a
a
.(2)如图所示三个容积相同的容器①、②、③,若起始温度相同,分别向三个容器中充入3mol H2和1mol N2,一定条件下反应,达到平衡时各容器中NH3物质的百分含量由大到小的顺序为
①<②<③
①<②<③
(填容器编号)(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(如图所示):
4NH3+5O2?4NO+6H2O
4NH3+3O2?2N2+6H2O
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
.(1)用化学方程式表示NO形成硝酸型酸雨的反应
2NO+O2═2NO2、3NO2+H2O═2HNO3+NO
2NO+O2═2NO2、3NO2+H2O═2HNO3+NO
(2)能作脱除剂的物质很多,下列说法正确的是
ab
ab
a.用 H2O作脱除剂,不利于吸收含氮烟气中的NO
b.用 Na2SO3作脱除剂,O2会降低Na2SO3的利用率
c.用CO作脱除剂,会使烟气中NO2的浓度增加
(3)尿素[CO(NH2)2]在一定条件下能有效将NOx转化为N2.
Ⅰ.已知可通过下列方法合成尿素:
2NH3(g)+CO2(g)?H2NCOONH4(s)△H=-159.5kJ/mol
H2NCOONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=+28.5kJ/mol
①尿素释放出NH3的热化学方程式是
CO(NH2)2(s)+H2O(l)?2NH3(g)+CO2(g)△H=+131kJ/mol
CO(NH2)2(s)+H2O(l)?2NH3(g)+CO2(g)△H=+131kJ/mol
②写出有利于尿素释放NH3的条件并说明理由
升高温度;升高温度有利于平衡向吸热反应方向进行,同时温度升高,氨气的溶解度降低,均有利于向释放氨气的方向进行
升高温度;升高温度有利于平衡向吸热反应方向进行,同时温度升高,氨气的溶解度降低,均有利于向释放氨气的方向进行
Ⅱ.CO(NH2)2与某种烟气(主要为N2、NO和O2)中的NO的物质的量比值分别为1:2、2:1、3:1时,NO脱除率随温度变化的曲线如图:
①曲线a 对应CO(NH2)2 与NO的物质的量比值是
3:1
3:1
.②曲线a、b、c中,800℃~900℃区间内发生主要反应的化学方程式是
4NH3+6NO═5N2+6H2O或2CO(NH2)2+6NO═2CO2+4H2O+5N2
4NH3+6NO═5N2+6H2O或2CO(NH2)2+6NO═2CO2+4H2O+5N2
.③900℃~1200℃区间内脱除率下降,NO浓度上升.发生的主要反应是
4NH3+5O2═4NO+6H2O
4NH3+5O2═4NO+6H2O
.④曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4 mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
1.5×10-4
1.5×10-4
mg/(m3?s).(2012?延边州模拟)工业生产中常利用连续生产等方法来提高生产效率,降低成本.图1是工业合成氨与制备硝酸的流程:

(1)简述原料气N2、H2的来源:
(2)下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是:
A.浓硫酸 B.氯化钙 C.氯化镁 D.生石灰
(3)氨气和氧气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2所示):
4NH3+5O2?4NO+6H2O K1=1×1053(900℃)
4NH3+3O2?2N2+6H2O K2=1×1067(900℃)
温度较低时以生成
(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NO和NO2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[CO(NH2)2]反应生成CO2和N2,请写出有关反应的化学方程式:
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(1)简述原料气N2、H2的来源:
N2来源于空气,H2来源于焦炭与水蒸气的反应
N2来源于空气,H2来源于焦炭与水蒸气的反应
.(2)下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是:
A
A
.A.浓硫酸 B.氯化钙 C.氯化镁 D.生石灰
(3)氨气和氧气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2所示):
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,平衡向逆反应方向移动,NO的产率下降
生成NO的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO的产率下降
,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NO和NO2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[CO(NH2)2]反应生成CO2和N2,请写出有关反应的化学方程式:
NO+NO2+H2O═2HNO2
NO+NO2+H2O═2HNO2
,CO(NH2)2+2HNO2═CO2↑+2N2↑+3H2O
CO(NH2)2+2HNO2═CO2↑+2N2↑+3H2O
.(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
.