热门试卷

氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＝-92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是_____________（填序号）。

A．向生石灰中滴入浓氨水

B．加热浓氨水

C．直接用氢气和氮气合成

D．向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是_______________（填序号）。

A．采用较高压强（20 MPa～50 MPa）

B．采用500℃的高温 

C．用铁触媒作催化剂

D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2和H2循环到合成塔中

（3） 用数字化信息系统DIS（如下图Ⅰ所示：它由传感器、数据采集器和计算机组成）可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，以该种氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

①用滴定管盛氨水前，滴定管要用_____________润洗2～3遍，

②试计算该种氨水的浓度：________________。

③下列情况下，会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是____________。

A．滴定结束时仰视读数

B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管

C．滴定时，因不慎将氨水滴在烧杯外

（4）1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为：_______________________________。

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0.2mol 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=________（填计算结果）。

（2）合成培中发生反应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“=”）。

（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）硝酸厂的尾气含有氮的氧化物，如果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___________________。

下图是合成氨和利用氨制取硝酸、纯碱的简要流程示意图：

(1)设备A的名称是________，设备B的名称是___________。

(2)有关合成氨工业的说法中，正确的是__________（填序号）。

A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低

B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高

C．合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

D．合成氨厂采用的压强是2×107~5×107Pa，因在该压强下铁触媒的活性最大

(3)在纯碱制造过程中，过程①与过程②的顺序能否颠倒？______（填“能”或“否”），为什么？________________________。若产品纯碱中含有碳酸氢钠，用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分 数，则其质量分数可表示为___________________________ （注明表达式中所用符号的含义）。

(4)硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，常利用各种燃料气中的甲烷等将氮的氧化物还原为空气的主要成分而除去。写出甲烷与NO2反应的化学方程式：____________________。若基于下列反应的方法治理：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；标准状况下NO、NO2的混合物恰好与50 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液完全反应，且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比值为4:1，则在混合气体中NO的体积分数为_________。

工业上制取CuCl2的生产流程如图

请结合下表数据，回答问题：

(1)溶液A中加入X是一种“绿色”氧化剂，则X是____（填化学式），其目的是___。

(2)在溶液B中加入试剂Y常见的有：CuO、Cu(OH)2、CuCO3、____等，其作用是___。

(3)操作①应控制的pH范围是___；操作②的目的是____。

(4)往Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl2。采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是____。

科学家一直致力于研究常温．常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照．N2压力1．0×105 Pa．反应时间3 h)：

相应的热化学方程式如下： N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+ O2(g) △H1=+765．2 kJ·mol-1回答下列问题：

（1）请在下边的坐标图中，画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：________________________________________________ 。

（3）工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2．0L的密闭容器中充入0．60mol N2(g)和1．60molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算

①该条件下N2的平衡转化率；

②该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数。

合成氨工业在国民经济中占有重要地位，现有80%的氨用来制造化肥，其余的作为生产其他化工产品的原料．下面是合成氨的简易流程图，试回答下列问题

①合成氨所用的原料气是______、______．

②原料气中氮气来自______．

③原料气要进行彻底的净化，其主要目的是______．

④工业上，通常采用以______为主的催化剂，在400～500℃和10MPa～30Mpa的条件下合成氨．

⑤合成氨的转化率较低，通常约含15%（体积分数）的氨，为提高氨气的转化率，可采取的措施是______．

已知以下信息：

①1 mol N2的共价键断裂吸收946 kJ的能量；1 mol H2的共价键断裂吸收436 kJ的能量；形成1 mol NH3中的化学键释放1173 kJ的能量。

②将一定量的N2和H2投入一密闭容器中，在一定条件下进行反应，测得有关数据如下： 根据以上相关数据回答问题：

(1)用H2表示该反应2s内的平均反应速率为_____________。

(2)____________（填“能”或“不能”）确认该反应2s末已达化学平衡状态。

(3)写出该反应的化学方程式________。

(4)氮气和氢气生成氨气的过程___________（填“释放”或 “吸收”）