摘要：(2)氨的合成:工业合成氨时将N2和H2按体积比为1 :3通入 中.在不同条件下达到平衡时.混合物中NH3的含量如下表:①根据表中数据并应用化学平衡移动原理.分析为提高平衡混合物中NH3的含量.可采取的措施是 A．增大压强 B．减小压强 C．提高温度 D．降低温度

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D

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A

B

D

D

C

D

B

B

B

C

C

A

C

C

B

A

19．（8分）（ 1 ） B D （ 2 分）

   （2）一定有 NO3－、Al3+、SO42－（2分）；     一定无 Fe3+、Ba2+、HCO3－（2分）

   （3） Al3+ + 3 NH3?H2O = Al（OH)3↓+3NH4+  （2分）

20．（10分）（一）（1)2NH4Cl + Ca（OH）2        CaCl2+2NH3↑+2H2O （2分）

20090109

   （二）（1）在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管（2分）

   （2）3CuO+2NH3        3Cu+N2+3H2O（2分）

   （三）（1）取少许样品，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O反之则没有（2分）

21．（16分）含碳燃料（焦炭、天然气）、水、空气；（2分）

   （2）合成塔（1分） ； 5000C、20-50MPa、铁触媒（2分）       

①A D（选对一个给1分，多选或错选不得分）（2分）

②见右图（2分）

③N2（g） + 3H2（g） 2NH3（g） ；

ΔH = ―92.4kJ/mol   （ 2分）

④41.8% ；                                      每空2分

 

 

   （3）液化（1分）

22．（8分）0.05mol?L―1?min―1  （2分） 

   （2）x=4   （2分）

   （3）C（2分）     （4）n（A）=3n（B）  n（C）­­、≥0（2分）

23．（12分）

   （1） 碳（1分） ； 硝酸分解产生的NO2溶于硝酸中（1分）。（以下每空2分）

   （2）C＋4HNO3（浓）  CO2↑＋4NO2↑＋2H2O  。

   （3）3Cu+ 8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O  ；    0.225mol/L 。

   （4）① 4.48 L  ；②    1/22.4 mol/L  。

 

 

 

工业合成氨反应：N2+3H2 2NH3，在一定条件下已达到平衡状态．
（1）若降低温度，会使上述平衡向生成氨的方向移动，生成每摩尔氨的反应热数值是46.2KJ/mol，则该反应的热化学方程式为
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92.4KJ/mol
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92.4KJ/mol
．
（2）若在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合的气体通入一个容积为2升固定容积的密闭容器中，5分钟后反应达平衡时，n（N2）=1.2mol，n（H2）=1.2mol，n （NH3）=0.8mol，则反应速率V（N2）=
0.04
0.04
mol?L-1?min-1，H2的转化率=
50%
50%
，平衡常数=
1.23（mol/L）-2
1.23（mol/L）-2
．若保持容器的温度和容积不变，将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍，则平衡
向右
向右
（填向左﹑向右或不移动）移动．
（3）若在恒温恒压条件下，将1molN2与3molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应，达平衡后，生成a molNH3，这时N2的物质的量为
2-a
2
2-a
2
mol，（用含a的代数式表示）；若开始时只通入N2与H2，达平衡时生成3amolNH3，则开始时应通入N23mol，H2=
9
9
mol（平衡时NH3 的质量分数与前者相同）；若开始时通入x molN2﹑6molH2 和2mol NH3，达平衡后，N2和NH3的物质的量分别为y mol和3a mol，则x=
2
2
mol，y=
6-3a
2
6-3a
2
mol（用含a的代数式表示）
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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

（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
（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/°C  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产率图1所示．温度高于900℃时，NH3产率下降，原因是
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
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
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
．
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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：

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?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
 （填计算结果）．
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，水蒸气的转化率α（H2O）=
50%
50%
．
   （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）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ?mol-1，不同温度下NO产率如右图所示．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）废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素，农药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+）=2×10-7 mol/L时，溶液中c（PO43-）=
5×10-7
5×10-7
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，就可以生成高品位的磷矿石-鸟粪石，反应的方程式为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
当pH高于10.7时，溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动
当pH高于10.7时，溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动
．与方法一相比，方法二的优点为
能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水
能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水
．
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图：
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（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．t℃时，往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．则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
 
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
T/℃ T1 300 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
（3）氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水，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
 
（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
 
．
（4）用氨气氧化可以生产硝酸，但尾气中的NOx会污染空气．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
 
．
（5）某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂，测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图．据图分析，若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的转化率降低，其可能的原因为
 
；在
n(NO)
n(CO)
=1的条件下，应控制的最佳温度在
 
左右．
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（16分）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0.2molCO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=_____（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____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(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：________________________ 。

（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__________（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_______________________。

 

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