- 合成氨工业的发展——原料及原料气的净化
- 共152题
（1）工业上合成氨的反应方程式为______，反应是在______中进行，该设备的出口处的气体是______（填写分子式）．
（2）纯水中含有10电子的粒子有______种．
（3）向氢氧化钠溶液中逐渐加入盐酸至中性的过程中，水的电离程度______（填增大、减小、不变）．
（4）将1mol/L的氯化铁溶液和3mol/L的硫氰化钾溶液等体积混合，所得溶液中K+的物质的量浓度为______mol/L．
（5）用润湿的pH试纸测得的0.01mol/LNaOH溶液的pH______12（填＜、＞、=）．
正确答案
N2+3H2
合成塔
N2、H2、NH3
3
增大
1.5
＜
解析
解：（1）工业合成氨的反应是可逆反应，不能进行到底，即最终得到的反应体系中既有反应物又有生成物，该反应需要一定的温度、压强和催化剂．
因此，合成氨的反应方程式为：N2+3H2
故答案为：N2+3H2
（2）水的电离方程式为：H2O⇌OH-+H+，其中H+要与H2O结合成H3O+，纯水中含有10个电子的微粒有H2O、OH-、H3O+，即共有3种．故答案为：3；
（3）水的电离方程式为：H2O⇌OH-+H+，加酸、加碱都抑制水的电离，中性条件下水的电离程度最大（水解除外），向氢氧化钠溶液中加盐酸至中性，水的电离程度要由小变大，即增大．故答案为：增大；
（4）两溶液混合后，Fe3+要与SCN-发生反应，而K+本身不参与反应，其物质的量不变，设溶液体积为1L，则混合液中c（K+）=1L×3mol/L/（1L+1L）=1.5mol/L．故答案为：1.5；
（5）0.01mol/LNaOH溶液的pH为12，测定溶液的pH时，所用pH试纸不能用水湿润，否则，将会把NaOH溶液稀释，其pH将会变小，即小于12．故答案为：＜．
下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、合成氨生产过程中将NH3液化分离，即减小生成物氨气的浓度，可以使化学反应速率减慢，但是能提高N2、H2的转化率，故A错误；
B、氧化镁的熔点高，工业上是电解熔融的氯化镁制取镁，故B错误；
C、电解精炼铜时，阳极是粗铜，金属Zn、Fe等活泼金属先于金属铜失电子，阴极是铜离子的电子的过程，同一时间内，即转移电子一样的情况下，阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小，故C错误；
D、海带不溶于水，需要先煅烧为灰，再溶解，过滤除去杂质，最后用四氯化碳等有机溶剂萃取得到碘单质，故D正确．
故选D．
硝酸铵在工农业生产和国防中占有极为重要的位置，下面的流程图是硝酸铵的工业生产工艺过程．
根据图回答下列问题：（1）已知N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4 kJ/mol．请回答：①在500℃、1.01×105 kPa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出的热量小于92.4 kJ，理由：②为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有．A．降低压强B．最适合催化剂活性的适当高温C．增大压强D．及时移出氨E．循环利用和不断补充氮气（2）氨催化氧化的化学方程式为4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g）△H＜0．
该反应的化学平衡常数表达式K=______，当温度升高时，K值______（填“增大”“减小”或“无影响”）．
正确答案
解析
解：（1）①热化学反应中的反应热为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4 kJ/mol，因该反应为可逆反应，不能完全转化，而热化学反应中的反应热为物质完全转化时的能量变化，
故答案为：在1.01×105 kPa和298 K条件下，1 mol氮气和3 mol氢气完全反应生成2 mol氨气，放出92.4 kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，所以放出的热量小于92.4 kJ；
②N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4 kJ/mol，该反应正反应为体积缩小的反应，因增大反应物的浓度，减少生成物的浓度，增大压强，有利于工业合成氨反应向正反应方向移动，氢气的转化率提高，
故答案为：CDE；
（2）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g）△H＜0，的化学平衡常数表达式K=
因工业合成氨反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4 kJ/mol，是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，
故答案为：K=
工业生产NH3、H2SO4过程中，有一些相似之处，它是（ ）
正确答案
解析
解：A．工业合成氨的原料是氮气和氢气，氮气是从空气中分离出来的，合成氨的设备为合成塔，冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，从压缩机到合成塔，需热交换器对混合器进行加热，H2SO4工业使用的三个设备是沸腾炉，接触室，吸收塔，在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室，故A正确；
B．工业上用氮气和氢气在高温高压催化剂的条件下合成氨，工业制硫酸铁矿石在沸腾炉中高温煅烧，二氧化硫和氧气在催化剂的作用下，加热即可，无需高压的条件，故B错误；
C．氨气用铁触媒做催化剂，制硫酸二氧化硫氧化为三氧化硫是用五氧化二钒做催化剂，故C正确；
D．NH3是将其液化分离的氮气氢气循环利用，不需要吸收装置无需吸收塔，H2SO4工业上常用98.3%的浓硫酸在吸收塔中吸收SO3，故D错误；
故选A、C．
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义．哈伯法合成氨需要在20～50MPa的高压和500℃左右的高温下，并用铁触媒作为催化剂，氨在平衡混合物中的含量仍较少．最近英国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为 trans一Fe（DMeOPrPE）2的新催化剂，在常温下合成氨，反应方程式可表示为N2+3H2⇌2NH3．有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、哈伯法合成氨和新法合成氨都是放热反应，使用催化剂不会改变反应热，故A错误；
B、题目给出信息“在常温下合成氨”，所以不需要在高温条件下，可节约大量能源，具有发展前景，故B正确；
C、任何化学反应都涉及旧键的断裂和新键的生成，故C错误；
D、新催化剂降低了反应所需要的能量，但是不改变平衡的移动，故D错误．
故选B．
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