热门试卷

解：（1）①根据题意：CO+H2O（g）⇌CO2 +H2

           初始浓度：0.2     0.3          0      0

           变化浓度：0.12    0.12       0.12    0.12

       平衡时的浓度：0.08    0.18       0.12    0.12  则K===1，

故答案为：1；  

②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，相当于充入0.3molCO和0.3mol水蒸气，设H2O的转化了xmol

     CO+H2O（g）⇌CO2 +H2

起始：0.3   0.3          0        0

转化：x      x           x        x

平衡0.3-x     0.3-x      x        x 则K===1，x=0.15，水蒸气的总转化率α（H2O）=

×100%=50%，

故答案为：50%；

（2）对于放热反应，温度越高，则化学平衡逆向移动，合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H＜0，正反应为放热反应，化学平衡逆向移动，导致平衡常数减小，所以T1＜573K，

故答案为：＜

（3）对于放热反应，温度升高，则化学平衡向逆向移动，反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H＜0，正反应为放热反应，所以氨气的产率减小，

故答案为：温度高于900℃时，平衡向左移动；

（4）①废水中c（Ca2+）=2×10-7 mol/L时，根据Ksp[Ca3（PO4）2]=c3（Ca2+）×c2（PO43-）=8.0×10-21×c2（PO43-）=2.0×10-33，解得c（PO43-）=5.0×10-7mol•L-1，

故答案为：5×10-7；

②若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应，平衡向逆反应方向移动，方法二能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水，

故答案为：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；能同时除去废水中的氮，充分利用了镁矿工业废水；

解：（1）吸收塔中涉及的反应有：2NO+O2═2NO2；3NO2+H2O═2HNO3+NO；4NO2+O2+H2O═4HNO3；为使NO充分氧化而生成硝酸，应通入过量空气；题中涉及的化学反应有：①N2+3H2⇌2NH3②4NH3+5O24NO+6H2O③2NO+O2═2NO2④3NO2+H2O═2HNO3+NO⑤4NO2+O2+H2O═4HNO3⑥NH3+HNO3═NH4NO3，其中①②③④⑤属于氧化还原反应，故答案为：使NO充分氧化（或者“提高NO的转化率”）； A B C；

（2）已知：①4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（g），△H=-1266.8kJ/mol

②N2（g）+O2（g）═2NO（g），△H=+180.5kJ/mol，

利用盖斯定律①-2×②可得：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），△H=-905.8KJ/mol；根据反应：

4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），△H=-905.8KJ/mol；  转移的电子的物质的量

                                               905.8KJ                20mol

                                                 Q                     5mol

Q==226.45KJ，

故答案为：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），△H=-905.8KJ/mol； 226.45；

（3）反应能否自发进行取决于反应中的焓变和熵变以及反应温度的关系，即△H-T•△S＜0（其中△H为反应热，T为温度，△S为熵变），所以某反应的△H＜0，该反应不一定能自发进行，故答案为：不一定；    

（4）为提高氢气的转化率，应是反应向正反应方向移动，本题中可采取的措施有：增大压强、循环利用和不断补充氮气、及时分离出氨气；故答案为：C D E； 

（5）设反应起始时H2和N2的物质的量分别为3mol和1mol，平衡时转化了xmolN2，

       N2 +3H2 ⇌2NH3

起始  1mol   3mol           0

转化   x      3x            2x

平衡   1-x    3-3x          2x

根据题意知：=20.0%，则x=，所以此时H2的转化率为33.3%，故答案为：33.3%

解：（1）氨气的沸点是-33.42，可以将温度降低到-33.42，氨气液化，转变成液体分离出来，氢气和氮气可以再循环利用，平衡常数表达式为：，故答案为：-33.42；N2、H2；；

（2）生成物的浓度减少，平衡正向移动，所以及时分离出氨气，平衡正向移动，提高氨气的产率；循环利用氮气和氢气，提高氮气和氢气的转化率，

故答案为：及时分离出氨气，平衡正向移动，提高氨气的产率，且循环利用氮气和氢气，提高氮气和氢气的转化率；

（3）拆开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，化学方程式为N2+3H2⇌2NH3，依据化学方程式计算反应热为946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92KJ/mol，反应的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92 kJ•mol-1，

故答案为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92 kJ•mol-1；

（4）A、随着反应的进行，反应物的浓度之间减小，反应速率逐渐减小，则a点的正反应速率比b点大，故A正确；

B、c点反应物和生成物物质的量仍在变化，没有达到平衡状态，故B错误；

C、d点和e点都处于平衡状态，n（N2）不变，d点和e点n（N2）相等，故C错误；

D、该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以平衡时氢气的物质的量比d点的值大，故D正确；

故答案为：AD；

（5）阴极发生还原反应，氮气在阴极上放电，与氢离子结合生成氨气，电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3，故答案为：N2+6e-+6H+=2NH3

解：（1）根据合成流程可知，设备Ⅰ为合成塔，设备Ⅱ为氨分离器，合成氨的反应为可逆反应，则设备Ⅱ中含有未反应的N2和H2，需要转入合成塔中循环利用，所以A正确，

故答案为：合成塔；A；

（2）合成氨中H2可以由焦炭和水蒸汽反应获得，反应的化学方程式为：C+H2OCO+H2 ，

故答案为：C+H2OCO+H2 ；

（3）原料气中的H2S、CO、CO2等杂质容易造成催化剂中毒，降低催化效果，所以必须将原料气中往往含有的H2S、CO、CO2等杂质除去，防止催化剂中毒；碳酸钾溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钾，反应的离子方程式为：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-，

故答案为：防止催化剂中毒；CO32-+CO2+H2O=2HCO3-；

（4）在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较高的产率，而一般合成氨需要较高温度和压强，所以通过能量守恒可知，电磁场可以断裂化学键，降低能耗，

故答案为：在电磁场的作用下，氮氮三键更容易断裂，减少了合成氨反应所需的能量；降低能耗，使反应更容易进行（其他合理答案也可）；

（5）利用电解法将NH3•H2O转化为对环境无污染的物质为氮气，阳极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-=N2+6H+，则1molNH3•H2O完全反应转移了3mol电子，

故答案为：3； 2NH3-6e-=N2+6H+．

解：（1）根据工业生产中，氢气来自水煤气，反应原理是：C+H2OCO+H2；工业上在合成氨的过程中，必须对原料进行净化，防止催化剂铁触媒中毒，而减小催化活性，故答案为：C+H2OCO+H2；防止催化剂中毒；

（2）合成氨反应的化学方程式为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol，反应物气体的化学计量数大于生成物气体的化学计量数，则加压有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率，升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动，但能增大反应速率，缩短达到平衡的时间．

合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是利用一氧化氮和氧气按照4：3全部反应生成硝酸；4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可使NO循环利用，全部转化成HNO3；

故答案为：加压使化学反应速率加快，有利于平衡正向移动，提高原料气的转化率；可使NO循环利用，全部转化成HNO3；

（3）装置B是氨催化氧化反应：氨气在催化剂作用下被氧气氧化为一氧化氮的反应，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；

故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；

（4）碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O，NH3还原法：8NH3+6NO2 7N2+12H2O，分析可知碱液吸收法消耗大量的氢氧化钠生成的亚硝酸盐毒，NH3还原法产物无污染，得到合成氨的原料气，故符合绿色化学的是氨气还原法，故答案为：氨气还原法；

（5）由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，根据氮原子守恒可知，NH3～NO～HNO3，则1mol氨气可得到硝酸1mol×96%×92%=0.8832mol，由HNO3+NH3═NH4NO3，则该反应消耗的氨气的物质的量为0.8832mol，氨气的质量之比等于物质的量之比，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数为×100%=53.1%；即制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的53.1%，故答案为：53.1；

（6）由于硝酸铵受撞击时易爆炸，因此硝酸铵不能与易燃物混放；不能用铁锤等物将结块的硝酸铵砸碎；不能受到严重撞击，NH4NO3N2O↑+2H2O；铵盐水解显酸性不能和水解显碱性的草木灰混合使用，硝酸铵是易溶于水的物质易在土壤中流失；

①不能与碱性肥料混施；硝酸铵溶液呈碱性；

②不能剧烈撞击；硝酸铵易爆炸；

③不能在雨水较多的地区使用；硝酸铵吸水性强，易流失；

故答案为：①不能与碱性肥料混施；硝酸铵溶液呈碱性；

②不能剧烈撞击；硝酸铵易爆炸；

③不能在雨水较多的地区使用；硝酸铵吸水性强，易流失（任选两条）．

解：（1）氮气和氢气在合成塔内发生化合反应生成氨气方程式为：N2+3H2  2NH3；碳和水蒸气反应方程式：C+H2O  CO+H2；甲烷和水蒸气反应方程式：CH4+H2O   CO+H2；

故答案为：合成塔；N2+3H2 2NH3；C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+H2；

（2）混合气体进入冷却塔冷凝，冷凝水从下口进入上口排除，逆向冷凝效果更好，

故答案为：冷凝器；n；高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好；

（3）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离，

故答案为：在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离；

（4）碳酸钙分解生成生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和氨气和水，

故答案为：Ca（OH）2；NH3；

（5）二氧化碳、氨气、氯化钠溶液在碳酸化塔中发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，

故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；

（6）根据方程式：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl得：原子利用率==×100%，

故答案为：×100%．

解：（1）煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热，生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质，所以操作①的名称是干馏；液态空气中不同的物质沸点不同分离出氮气，所以操作④的名称为蒸馏，属于物理变化，故答案为：煤的干馏；蒸馏；

（2）碳与水蒸气高温生成水煤气，其反应方程式为C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2；

（3）氨气为碱性气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，故答案为：用润湿的红色石蕊试纸靠近气体，若试纸变蓝，则说明含有氨气；

（4）将游离态的氮转化为化合态的氮的过程，叫做氮的固定，

A．由氮气合成氨，氮元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，故A正确；

B．由氨制氯化铵，不属于氮的固定，故B错误；

C．雷雨天气由氮气得硝酸盐，氮元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，故C正确；

D．碳酸氢铵受热分解，不属于氮的固定，故D错误；

故答案为：AC．

（5）在合成塔中，氮气和氢气可以合成氨气，即N2+3H2 2NH3，故答案为：N2+3H2 2NH3；

（6）设投料时N2的体积为a，H2的为4a，转化的N2为x，

          N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）

起始（mol）a      4a        0

转化（mol）x      3x       2x

平衡（mol）a-x   4a-3x     2x

体积分数为25%的氨气，则=25%，x=0.5a，

则转化率为×100%=50%，氨气易液化，所以从混合气中分离出氨气的操作是降温，

故答案为：50%；降温．

解：①工业合成氨的催化剂是铁触媒或铁，故答案为：铁触媒或铁；

②热交换器的作用是充分利用反应的热量，利用能源，降低成本，故答案为：b；

③未反应的N2和H2，可以循环使用，这样循环可以提高原料气的利用率，故答案为：提高原料气的利用率；

④合成尿素或硝酸铵或碳酸氢铵必须以氨气为原料，故答案为：尿素或硝酸铵或碳酸氢铵．