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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:92 题号:9606045
氨可用于制取氨水、氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等,因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业.
(1)以甲烷为原料可制得合成氨用的氢气,有关反应的能量变化如下图所示:
 
写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:_______________
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g);H= -94.4kJ·mol-1,在某容积为2L的恒容容器中发生合成氨反应,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:


①前20min内v(NH3)=________mol/(L·min),放出的热量为________
②45min时采取的措施是________;时段III条件下反应的平衡常数为________(保留3位有效数字)。
(3)一定温度下,将不同量的CO2、NH3分别通入某恒容密闭容器中进行下列反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(l)+H2O(g);H<0,得到如下数据:
实验组起始量/mol平衡时的转化率平衡时气体平均相对分子质量
NH3(g)CO2(g)NH3(g)CO2(g)
121a1a2M1
242a3a4M2
3n1n2a5a6M3

①a1________a4(填“<”、“=”或“>”);M1________ M2(填“<”、“=”或“>”)。
②若a5>a6,则n1,n2必须满足的关系是________
(4)室温时将氨通入500mL 0.1mol·L-1盐酸中至pH=6,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________________
(5)氨、空气、KOH溶液可构成燃料电池,反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O,反应一段时间后,电解质溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

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【推荐1】(1)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是______
a.NH3 b.HI c.SO2d.CO2
(2)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:__________
(3)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H = -571.6kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H = -566.0kJ/mol
计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H =________
(4)某实验小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时,负极是_______极(填“a”或 “b”);
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为_________________
(5)电解法促进橄榄石(主要成分是Mg2SiO4)固定CO2的部分工艺流程如下:
已知:Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)2MgCl2(aq)+SiO2(s)+ 2H2O(l) H =-49.04 kJ·mol-1

①某橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20,用氧化物的形式可表示为_____________
②在上图虚框内补充一步工业生产流程______________
③经分析,所得碱式碳酸镁产品中含有少量NaCl和Fe2O3。为提纯,可采取的措施依次为:对溶解后所得溶液进行除铁处理、对产品进行洗涤处理。判断产品洗净的操作是__________
2016-12-09更新 | 435次组卷
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【推荐2】燃料与空气的组成比例不合理时,在高温下就可能在烟道气中排放出氮的氧化物和氮的氢化物,对环境造成污染,因此,需要通过转化以达到排放标准。
(1)已知T℃时,有如下反应:
反应Ⅰ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH= -1804 kJ•mol-1
反应Ⅱ:N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH= +67.8 kJ•mol-1
反应Ⅲ:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH= -116.2 kJ•mol-1
试写出T℃时,NH3与1mol NO2反应生成不污染环境物质的热反应方程式:______
(2)T℃时,向2 L密闭容器中加入一定量的NO2、NO、O2,此时容器内的压强为1.22 atm。发生(1)中的反应Ⅲ,不同时间测得各物质的部分浓度(mol•L-1)如下表所示:
时间(min)010203040
NOa0.120.08d0.06
O20.310.270.250.24e
NO20.10b0.220.24f

①反应前20 min的平均反应速率v(NO)=______________ mol/(L•min)
②在该温度下,此反应的平衡常数Kp = _____________atm-1(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算所得的平衡常数,分压=总压× 物质的量分数)
③若温度不变,平衡后将容器扩大为4 L,达到新平衡后,则c(O2)_____________(填范围数值)。
(3)依据(1)的反应原理,将含有氮的氧化物和氮的氢化物的烟气,按一定流速通过脱硝装置反应后,测得出口NOx的浓度与温度的关系如图,试分析脱硝的适宜温度是________

A.<850℃            B.900 ~ 1000℃             C.>1050℃
(4)以连二硫酸盐(S2O)为还原剂脱出烟气中的NOx,消除其对环境的污染,并通过电解进行再生,如图所示。

①NOx吸收柱内发生反应的离子方程式为__________
②阴极的电极反应式为_____________。阳极的硫酸溶液a_________b(填“>” “=” 或 “<”)
2020-10-26更新 | 316次组卷
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【推荐3】氨气在工农业生产和国防科技中有着重要应用,科研工作者对其进行者广泛研究。回答:
(1)某课题组实现了在常湿常压下,以氮气和液态水为原料制备氨气同时有氧气生成。
已知,在一定温度和压强下,由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应,称为该物质的生成热(△H)。常温常压下、相关物质的生成热如下表所示:
物质NH3(s)H20(1)
△H/ kJ·mol-1-46-242

上述合成氨反应的热化学方程式为______________________
(2)利用生物电池,以H2、N2为原料合成氨的装置如下图所示。

Q、R均为催化剂,据到示判断,负极反应的催化剂为___(填“Q”或“R”);正极的电极反应式为_______________
(3)氨气是工业制硝酸的主要原料之一,催化氧化步骤中发生的主要反应如下:
I.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H=-906kJ/mol
II.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+ 6H2O(g)△H=-126kJ/mol
将固定比例NH3和O2的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器,反应产率与温度的关系如图1所示。

①催化氧化步骤中,最适宜的温度为____(填“T1”或“T2”)。
②低于T1℃时,NO的产率较低的原因为_____
③高于T2℃时,NO的产率降低的可能原因为_____(填选项字母)
A.催化剂活性降低   B.平衡常数减小   C.反应活化能增大   D.氨气溶于水
④T2℃(T1>T2)时,向20L恒容密闭容器中充入2molNH3和2.75molO2,发生反应I.反应过程中各物质的物质的量的随时间(t)变化关系如图2所示。T2℃时,该反应的平衡常数K=_____;5min时,改变了某一外界条件,所改变的条件可能为__________
2018-05-02更新 | 185次组卷
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