硝酸铵可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等。工业制取硝酸铵的工艺流程如下：
（1）合成氨气的工业设备名称_______________ ，设备中设置热交换器的目的是____________ ，合成氨的原料气必须先脱硫，目的是_______________ ；
（2）吸收塔中反应的化学方程式为_________________________ ，从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是_______________ ；
（3）生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物，可用如下三种方法处理：
方法一：碱性溶液吸收法
NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
方法二：NH3还原法
8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H=-2635kJ/mol(NO也有类似的反应)
方法三：甲烷吸收法
CH4(g)+2NO2═CO2(g)+N2+2H2O(g)△H=+867kJ/mol(NO也有类似的反应)
上述三种方法中，方法一的主要缺点是_______________ ；
方法三和方法二相比，方法三的缺点是_______________ ；
（4）工业上也可以通过电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示．
①图中通入NH3的目的是_______________ ；
②若维持电流强度为3A，电解2小时，理论上可制得NH4NO3的最大质量为_____ g；(已知F=96500C•mol-l)(保留2位有效数字)．
（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3．已知：NH3制NO的产率是94%，NO制HNO3的产率是89%，则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的百分比为______________ 。
（1）合成氨气的工业设备名称
（2）吸收塔中反应的化学方程式为
（3）生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物，可用如下三种方法处理：
方法一：碱性溶液吸收法
NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
方法二：NH3还原法
8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H=-2635kJ/mol(NO也有类似的反应)
方法三：甲烷吸收法
CH4(g)+2NO2═CO2(g)+N2+2H2O(g)△H=+867kJ/mol(NO也有类似的反应)
上述三种方法中，方法一的主要缺点是
方法三和方法二相比，方法三的缺点是
（4）工业上也可以通过电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示．
①图中通入NH3的目的是
②若维持电流强度为3A，电解2小时，理论上可制得NH4NO3的最大质量为
（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3．已知：NH3制NO的产率是94%，NO制HNO3的产率是89%，则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的百分比为
更新时间：2016-12-09 15:55:03
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】氨是重要的工业原料,在农业、医药、国防和化工等领域有重要应用。
I.（1）工业上用N2和H2在一定条件下合成氨,下列措施能使正反应速率增大,且使平衡混合物中NH3的体积分数一定增大的是________ 。
A.降低反应温度 B.压缩反应混合物 C.充入N2 D.液化分离NH3
（2）常温下向100mL0.2mo/L的氨水中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,所得溶液的pH、溶液中NH4+和NH3·H2O物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示,根据图象回答下列问题。
①表示NH3·H2O浓度变化的曲线是__________ (填“A”或“B")。
②NH3·H2O的电离常数为_______ (已知lg1.8 = 0.26)。
③当加入盐酸体积为50ml时,溶液中c(NH4+)- c(NH3·H2O) =_____ mol/L (用数字表示)。
Ⅱ.若液氨中也存在类似水的电离( H2O+H2O
H3O+ +OH-),碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。
（1）写出液氨的电离方程式_________ .
（2）写出碳酸钠溶于液氨后第一级氨解的离子方程式__________
（3）写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系____________
I.（1）工业上用N2和H2在一定条件下合成氨,下列措施能使正反应速率增大,且使平衡混合物中NH3的体积分数一定增大的是
A.降低反应温度 B.压缩反应混合物 C.充入N2 D.液化分离NH3
（2）常温下向100mL0.2mo/L的氨水中逐滴加入0.2mol/L的盐酸,所得溶液的pH、溶液中NH4+和NH3·H2O物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示,根据图象回答下列问题。
①表示NH3·H2O浓度变化的曲线是
②NH3·H2O的电离常数为
③当加入盐酸体积为50ml时,溶液中c(NH4+)- c(NH3·H2O) =
Ⅱ.若液氨中也存在类似水的电离( H2O+H2O
H3O+ +OH-),碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。（1）写出液氨的电离方程式
（2）写出碳酸钠溶于液氨后第一级氨解的离子方程式
（3）写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系
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【推荐2】氨是合成氮肥的重要原料，也是产量最大的化学产品之一。
(1)目前，世界上采用的合成氨技术是在1909年发明的。采用该法合成氨需要在2000MPa的高压、450℃或500℃的高温下，并用铁做催化剂，且氮气的平衡转化率分别为15%或10%。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH
①ΔH______ 0(填“＜”或“＞”)，依据是______ 。
②维持高压的目的是______ 。
③如果通入的氮气与氢气体积比为1：3，则500℃时Kp=______ (MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。结果保留2位有效数字)。
(2)氨气可以选择性还原NO，利用此原理可以清除工业尾气。NO的主要还原路径如下：
NH3+OH=H2O+NH2
NH3+O=OH+NH2
NH2+NO=N2+H2O
NH2+NO=NNH+OH
2OH=H2O+O
①NO还原反应开始阶段，起决定作用的物质有NH2、______ 和______ (填化学符号)。
②依据NO还原路径，选择合适的反应条件。下列不属于该反应需要的条件是______ (填编号)
A．高温 B．低温 C．催化剂
(3)科学家在常压下把氢气和用氨稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池(如图)，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率可高达78%.
①电合成氨中不能用水溶液做电解质，原因是不利于氨气移出和______ 。
②合成氨中所用电解质(图中涂黑处)能传导H+，阴极反应为______ 。
(1)目前，世界上采用的合成氨技术是在1909年发明的。采用该法合成氨需要在2000MPa的高压、450℃或500℃的高温下，并用铁做催化剂，且氮气的平衡转化率分别为15%或10%。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH①ΔH
②维持高压的目的是
③如果通入的氮气与氢气体积比为1：3，则500℃时Kp=
(2)氨气可以选择性还原NO，利用此原理可以清除工业尾气。NO的主要还原路径如下：
NH3+OH=H2O+NH2
NH3+O=OH+NH2
NH2+NO=N2+H2O
NH2+NO=NNH+OH
2OH=H2O+O
①NO还原反应开始阶段，起决定作用的物质有NH2、
②依据NO还原路径，选择合适的反应条件。下列不属于该反应需要的条件是
A．高温 B．低温 C．催化剂
(3)科学家在常压下把氢气和用氨稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池(如图)，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率可高达78%.
①电合成氨中不能用水溶液做电解质，原因是不利于氨气移出和
②合成氨中所用电解质(图中涂黑处)能传导H+，阴极反应为
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【推荐3】氨是一种重要的基础化工产品。
(1)合成氨的原料气(
及少量
的混合气)在进入合成塔前需除去
，原因是___________ 。
原料气中的
常用甲烷水蒸气重整反应制备，涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
一定条件下，向体积为V的恒容容器中充入
甲烷和
水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则
的物质的量为________ 
，写出反应Ⅲ的平衡常数
___________ 。
(2)
与
作用分别生成
的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为
除去。将一定比例的
和的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管，的转化率、的选择性[
]与温度的关系如图。
范围内升高温度，出口处氮氧化物的量________ (填“增大”或“减小)，的平衡转化率________ (填“增大”或“减小”)。
②为能更有效除去尾气中的，保护环境，应选择的最佳温度为________ (填序号)。
A．
B．
C．
(3)氨气也可与氨的氧化物反应生成氮气，该反应可用于处理氮的氧化物。例如：
，将和
以一定的流速，分别通过甲、乙两种催化剂发生上述反应，相同时间内测量逸出气体中含量，从而确定的转化率，结果如图所示：___________ (填“是”或“不是”)平衡状态，原因是___________ 。
(1)合成氨的原料气(
及少量的混合气)在进入合成塔前需除去，原因是原料气中的
常用甲烷水蒸气重整反应制备，涉及的主要反应如下：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
一定条件下，向体积为V的恒容容器中充入
甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则的物质的量为，写出反应Ⅲ的平衡常数(2)
与作用分别生成的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例的和的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管，的转化率、的选择性[]与温度的关系如图。
范围内升高温度，出口处氮氧化物的量的平衡转化率②为能更有效除去尾气中的
，保护环境，应选择的最佳温度为A．
B． C． (3)氨气也可与氨的氧化物反应生成氮气，该反应可用于处理氮的氧化物。例如：
，将和以一定的流速，分别通过甲、乙两种催化剂发生上述反应，相同时间内测量逸出气体中含量，从而确定的转化率，结果如图所示：
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【推荐1】甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应①：
反应②：
(1)反应
_______ (用含
和
的式子表示)。
(2)在一定条件下将
和
充入
的密闭容器中发生反应①，
后测得
，计算可得此段时间的反应速率(用表示)为_______ 
。
(3)下列关于反应
说法正确的是_______。
(4)一定条件下向
的密闭容器中充入
和
发生反应：
，的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：
①A、B、C三点平衡常数
的中最小的为是_______ 。
②在T1和p1条件下，由D点到A点过程中，正、逆反应速率之间的关系：
_______ 
(填“>”“<”或“=”)。B点的
_______ (
为以分压表示的平衡常数；分压=总压×物质的量分数)。
(5)按如图所示装置利用
和
组成燃料电池，进行如下实验，并回答下列问题：
甲池，通入(甲醇)的电极反应式为_______ ；当甲池中消耗为
(标准状况下)时，理论上乙池中B极的质量增加_______ g。
反应①：
反应②：
(1)反应
和的式子表示)。(2)在一定条件下将
和充入的密闭容器中发生反应①，后测得，计算可得此段时间的反应速率(用表示)为。(3)下列关于反应
说法正确的是_______。| A．增大反应物浓度，直接增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 |
| B．若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 |
| C．升高温度，化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 |
| D．若加入催化剂，不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 |
的密闭容器中充入和发生反应：，的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示： ①A、B、C三点平衡常数
的中最小的为是②在T1和p1条件下，由D点到A点过程中，正、逆反应速率之间的关系：
(填“>”“<”或“=”)。B点的为以分压表示的平衡常数；分压=总压×物质的量分数)。(5)按如图所示装置利用
和组成燃料电池，进行如下实验，并回答下列问题： 甲池，通入
(甲醇)的电极反应式为为(标准状况下)时，理论上乙池中B极的质量增加
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【推荐2】二氧化碳利用技术已成为当今世界研究热点。回答下列问题：
(1)空气中CO2含量过高造成的环境问题是__________ 。
(2)氢气还原二氧化碳是处理二氧化碳的方法之一，常见反应原理有
，
。
①
____________ 
。
②在上述反应涉及的分子中，属于极性分子的有________________ 。甲醇的沸点（64.7℃）高于二甲醚的沸点（-29.5℃），原因是________________ °
(3)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。
当所得吸收液为KHCO3溶液时，溶液中
______________ 
（填“>”“=”或“<”）。
(4)电解还原CO2时，常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如图所示。
①电源的负极为极_____________ （填“a”或“b”）。
②电还原过程中，左池内硫酸浓度会_____________ （填“增大”“减小”或“不变”）。
③Cu电极上生成C2H4的电极反应式为______________ 。
④石墨电极上每产生11.2L（标准状况下）气体时，通过质子交换膜的H+数目为_____________ 。
(1)空气中CO2含量过高造成的环境问题是
(2)氢气还原二氧化碳是处理二氧化碳的方法之一，常见反应原理有
， 。①
。②在上述反应涉及的分子中，属于极性分子的有
(3)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。
当所得吸收液为KHCO3溶液时，溶液中
（填“>”“=”或“<”）。(4)电解还原CO2时，常采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如图所示。
①电源的负极为极
②电还原过程中，左池内硫酸浓度会
③Cu电极上生成C2H4的电极反应式为
④石墨电极上每产生11.2L（标准状况下）气体时，通过质子交换膜的H+数目为
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解题方法
【推荐3】
是石油化工行业尾气，是重要的氢源和硫源，工业上可以采取多种方式处理．
(1)电化学循环法将转化为
和，其原理如图所示．
①电极a上发生反应的电极反应式为______ 。
②氧化过程中硫酸参与的反应为
。不考虑物质和能量的损失，每处理
，理论上可制得的物质的量为______ 。
(2)
时，
菌在酸性环境中处理天然气中的的过程如图所示．
①该脱硫的过程可描述为______ 。
②时，菌作用下，不同
下
的氧化速率与的关系如图所示．工业上选择在2.1进行反应，其氧化速率最快，可能的原因是______ ．
(3)将含尾气的空气按一定流速通入酸性
溶液中，可实现含尾气的空气脱硫．在溶液中被吸收生成硫单质的反应的化学方程式为：______ ．溶液中的
及被吸收的
随时间
的变化如图所示．
时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因是______ ．
是石油化工行业尾气，是重要的氢源和硫源，工业上可以采取多种方式处理．(1)电化学循环法将
转化为和，其原理如图所示． ①电极a上发生反应的电极反应式为
②氧化过程中硫酸参与的反应为
。不考虑物质和能量的损失，每处理，理论上可制得的物质的量为(2)
时，菌在酸性环境中处理天然气中的的过程如图所示． ①该脱硫的过程可描述为
②
时，菌作用下，不同下的氧化速率与的关系如图所示．工业上选择在2.1进行反应，其氧化速率最快，可能的原因是 (3)将含
尾气的空气按一定流速通入酸性溶液中，可实现含尾气的空气脱硫．在溶液中被吸收生成硫单质的反应的化学方程式为：及被吸收的随时间的变化如图所示．时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因是
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【推荐1】工业上以N2、H2为原料制取硝酸铵的流程如图所示。
回答下列问题：
（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是_______________ 。
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是_________ ，吸收塔中还需补充空气的目的是_________________ 。
（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为_______________ 。
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3:2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为______________ 。
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在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）。温度较低时以生成_____________ 为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为___________________ ，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是________________ 。
（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计。则10tH2最多可以制取____________ t硝酸铵。
回答下列问题：
（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是
（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是
（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3:2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为
（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在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）。温度较低时以生成
（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽略不计。则10tH2最多可以制取
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解题方法
【推荐2】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，一种工业合成氨，进而合成尿素的的简易流程图如下：
(1)步骤II中制氢气原理如下：
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是_____________ 。
a. 升高温度 b. 充入He c. 加入催化剂 d. 降低压强
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS，一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式为______________ 。
(3)CO2和H2在高温、高压、催化剂条件下可合成CH3CH2OH，反应的化学方程式_________________________________ 。以CH3CH2OH、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，该电池中负极上的电极反应式是：_________________________ 。
(4)已知尿素的结构简式为
，请写出尿素的同分异构体中含有离子键的化学式_________ 。
(5)已知CO2＋ 2NH3
CO(NH2)2＋ H2O，若合成尿素的流程中转化率为80%时，100吨甲烷为原料能够合成__________ 吨尿素。
2NH3(g)，一种工业合成氨，进而合成尿素的的简易流程图如下：(1)步骤II中制氢气原理如下：
CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是
a. 升高温度 b. 充入He c. 加入催化剂 d. 降低压强
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS，一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式为
(3)CO2和H2在高温、高压、催化剂条件下可合成CH3CH2OH，反应的化学方程式
(4)已知尿素的结构简式为
，请写出尿素的同分异构体中含有离子键的化学式(5)已知CO2＋ 2NH3
CO(NH2)2＋ H2O，若合成尿素的流程中转化率为80%时，100吨甲烷为原料能够合成
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【推荐3】某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸，获得了良好的经济效益，下面是其生产流程图。
(1)试剂a可能是________ ，设备B的名称为_________ ，设备A中的化学方程式为____________ 。
(2)该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH3的体积分数约为35.2%。
①在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中H2转化率的方法____________ ，温度越低，NH3的产率越高，为何不在较低温度下进行合成____________ 。
②从合成塔中出来的NH3的体积分数通常约为15%，其原因是____________ 。
(3)从设备B中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏
①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：____________
a．浓硫酸b．硫酸镁c．生石灰
②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是____________ 。
(4)用尿素[CO(NH2)2]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：NO、NO2在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式：____________ 。
(1)试剂a可能是
(2)该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH3的体积分数约为35.2%。
①在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中H2转化率的方法
②从合成塔中出来的NH3的体积分数通常约为15%，其原因是
(3)从设备B中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏
①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：
a．浓硫酸b．硫酸镁c．生石灰
②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是
(4)用尿素[CO(NH2)2]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：NO、NO2在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式：
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