高中化學(xué)競(jìng)賽題--合成氨硝酸工業(yè)

1、中學(xué)化學(xué)競(jìng)賽試題資源庫(kù)合成氨、硝酸工業(yè)A組 A工業(yè)上用氫氣合成氨，氫氣的主要來(lái)源是A 水和燃料 B 電解水 C 鋅與稀硫酸反應(yīng) D 液化空氣 D工業(yè)上合成氨，為了兼顧反應(yīng)速率、化學(xué)平衡和設(shè)備條件等因素，我國(guó)目前一般采用的壓強(qiáng)和溫度A 常溫常壓 B 1000，1MPa C 100，0.1MPa D 500，2050MPa B工業(yè)上合成氨時(shí)一般采用500左右的溫度，其原因是 適當(dāng)提高NH3的合成速率 適當(dāng)提高H2或NH3的轉(zhuǎn)化率 提高NH3的產(chǎn)率 催化劑在500左右活性最大A B C D C合成氨工業(yè)常用的N2和H2在進(jìn)入合成塔前，必須除去所含各種雜質(zhì)，是為了A 提高N2、H2濃度 B 減少副反應(yīng)

2、C 防止催化劑中毒 D 有利于平衡向右移動(dòng) B從N23H22NH3（正反應(yīng)放熱）的反應(yīng)看，為了提高氨的平衡濃度，可選用的條件有A 升溫、加壓 B 降溫、加壓 C 升溫、降壓 D 降溫、降壓 C、D合成氨時(shí)使用催化劑的作用是A 提高N2、H2的濃度 B 提高NH3平衡濃度C 縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間 D 提高合成氨的單位時(shí)間產(chǎn)量 A下面是合成氨的簡(jiǎn)要流程示意圖：沿X路線回去的物質(zhì)是A N2和H2 B 催化劑 C N2 D H2 A下列事實(shí)不能用勒夏特列原理解釋的是A 可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣B 加壓有利于氨的合成C 加催化劑有利于氨的氧化D 500左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng) C對(duì)于

3、合成氨的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，使用催化劑和施以高壓，下列敘述中正確的是A 都能提高反應(yīng)速率，都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無(wú)影響B(tài) 都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響，都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間C 都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，只有壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響D 催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，而壓強(qiáng)無(wú)此作用 B下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法中，正確的是A 從合成塔出來(lái)的混合氣體，其中NH3只占15，所以生產(chǎn)氨的工廠的效率很低B 由于氨易液化，N2、H2是循環(huán)使用，所以總體來(lái)說(shuō)氨的產(chǎn)率很高C 合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D 合成氨廠采用的壓強(qiáng)是2050MPa，因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最

4、大 A用焦炭、水、空氣為原料制氨的化學(xué)方程式如下：參加反應(yīng)的焦炭與氨氣的物質(zhì)的量之比是A 34 B 32 C 23 D 12 CNO2溶于水制硝酸的反應(yīng)為3NO2（g）H2O（l）2HNO3NO（g）（正反應(yīng)放熱），為了提高硝酸的產(chǎn)率，硝酸廠實(shí)際生產(chǎn)中均采用的措施是A 升溫 B 加壓 C 通入過(guò)量O2 D 降溫 C將一定量的氨完全氧化而轉(zhuǎn)化為HNO3，且使之全部溶解在反應(yīng)生成的水中，則此硝酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A 75.8 B 76.8 C 77.8 D 78.8 77.8%將一定量的NH3完全氧化成硝酸并全部溶解在反應(yīng)生成的水中，所得這種硝酸的質(zhì)量百分比濃度為 。（精確到0.1%）。 53

5、.2t；215.8t某化肥廠用NH3制硝酸，再進(jìn)一步制NH4NO3。已知由NH3制HNO3時(shí)產(chǎn)率為88%，由NH3與HNO3反應(yīng)制NH4NO3時(shí)產(chǎn)率為98%，用100t NH3制硝酸銨時(shí)，用于制HNO3的氨為 t，可制出NH4NO3 t。 25%在合成塔反應(yīng)中，入口氣體體積比為N2H2NH36181，出口氣體體積比為N2H2NH39278。則H2的轉(zhuǎn)化率為 。 （1）高溫、高壓、催化劑 低溫、高壓 適當(dāng)溫度、高壓、催化劑（2）減少生成物濃度，使平衡向生成氨方向移動(dòng)已知N23H22NH3（正反應(yīng)放熱），請(qǐng)回答：（1）從影響速率的因素分析，要有利于NH3生成，理論上應(yīng)采取的措施是_，從影響平衡的因

6、素分析，要有利于NH3生成，理論上應(yīng)采取的措施是_，而實(shí)際生產(chǎn)中采取的措施是 。（2）在實(shí)際生產(chǎn)的合成氨過(guò)程中，要分離出氨氣，目的是 。 （1）3H2S2Fe(OH)3Fe2S36H2O （2）27n （3）b （4）生產(chǎn)純堿（或作制冷劑等） （5）利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下：依據(jù)上述流程，完成下列填空：（1）天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是 （2）n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9n mol、產(chǎn)生H2 mol（用含n的代數(shù)式表示）（3）K2CO3（aq）和 CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依據(jù)是 （多選扣分）（a）相似相溶原理 （b）勒沙特列原理 （c）酸堿中和原理（4）由K

7、HCO3分解得到的CO2可以用于 （寫出CO2的一種重要用途）。（5）整個(gè)流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH)3循環(huán)，二是K2CO3（aq）循環(huán)，請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)（循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)）。 （1）甲：i 該反應(yīng)放出的熱量使得反應(yīng)C在800下進(jìn)行 乙：ii 它放出的熱量使反應(yīng)F在1000下進(jìn)行 丙：B、C、E 除去氫氣中的CO2 （2）400時(shí)能加快反應(yīng)E COH2O（g）CO2H2熱 的速度，縮短平衡到達(dá)所需要的時(shí)間。因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故在200時(shí)有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率。某工廠以天然氣、水蒸氣和空氣為原料加能源合成氨的流程如下：上述流程中外熱式一級(jí)烴轉(zhuǎn)化器：系指以CH4為燃料在烴氣轉(zhuǎn)

8、化器外面加熱使之維持800高溫的工業(yè)裝置。內(nèi)熱式二級(jí)烴氣轉(zhuǎn)化器：系指以H2在裝置內(nèi)燃燒為能量維護(hù)一級(jí)烴氣轉(zhuǎn)化器所生成的CO與H2O（氣）反應(yīng)生成CO2和H2所需1000高溫的裝置。在編號(hào)為iv的反應(yīng)器中發(fā)生如下反應(yīng)：A CH42O2CO22H2O B CH4H2O（g）CO3H2C 2CH43H2O（g）COCO27H2 D K2CO3CO2H2O2KHCO3E COH2O（g）CO2H2熱 F 2H2O22H2O（1）填寫下列空白：甲：反應(yīng)A發(fā)生在編號(hào)為 的反應(yīng)器中，它的作用是 。乙：反應(yīng)F發(fā)生在編號(hào)為 的反應(yīng)器中，它的作用是 。丙：屬于制備合成氨原料氣的反應(yīng)有 （填編號(hào)），反應(yīng)D的作用是

9、。（2）為什么轉(zhuǎn)化反應(yīng)要分兩步第一步在400時(shí)進(jìn)行，第二步在200時(shí)進(jìn)行? （1）（2）4NH35O24NO6H2O 放熱反應(yīng)（3）吸收混合氣體中的NH3 有氣泡從濃H2SO4中冒出，且集氣瓶?jī)?nèi)濃H2SO4上部空間呈紅棕色 21（4）87.5%或7/8（4分）今有某學(xué)生設(shè)計(jì)的用氨催化氧化法制取少量HNO3溶液的實(shí)驗(yàn)裝置，如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)室制備NH3，下列方法中適宜選用的是_（填序號(hào)）固態(tài)氯化銨與熟石灰混合加熱 固態(tài)氯化銨加熱分解生石灰中滴加濃氨水 氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱（2）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，加熱Pt絲紅熱后，移去酒精燈，發(fā)現(xiàn)Pt絲還繼

10、續(xù)保持紅熱，由此可判斷該反應(yīng)是_。（3）裝置C的作用是_；裝置C中的現(xiàn)象是_；為確保D中盡可能多生成HNO3，所通入O2和NH3的體積比應(yīng)大于_。（4）氨在高溫下催化氧化時(shí)還常有副反應(yīng)發(fā)生：4NH33O22N26H2O。若忽略裝置中殘留的氣體體積，測(cè)得D中有10molL的HNO3溶液150mL，氣球中收集的混合氣體體積為1400mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，其中NO2、O2與N2的體積比為2：2：1，則氧化成NO的氨占被氧化的氨的體積分?jǐn)?shù)為_。 （1）排除空氣，保證安全（2）鋅粒與酸脫離 盡量增大氫氣的濃度以提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率 N2 H2（3）鐵觸媒在較高溫度時(shí)活性增大，加快氨合成的反應(yīng)速率N23H22NH

11、3合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)的國(guó)防工業(yè)具有重要意義。寫出氨的兩種重要用途 。實(shí)驗(yàn)室制備氨氣，下列方法中適宜選用的是 。固態(tài)氯化銨加熱分解 固體氫氧化鈉中滴加濃氨水氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱 固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混合加熱III為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，有人設(shè)計(jì)了如下裝置（圖中夾持裝置均已略去）。實(shí)驗(yàn)操作 檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒，向長(zhǎng)頸漏斗注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣發(fā)生。在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度。 關(guān)閉彈簧夾c，取下截去底部的細(xì)口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃，然后立即罩上無(wú)底細(xì)口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所

12、示。氫氣繼續(xù)在瓶?jī)?nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。 用酒精燈加熱反應(yīng)管E，繼續(xù)通氫氣，待無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，打開彈簧夾b，無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E，片刻后F中的溶液變紅?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）檢驗(yàn)氫氣純度的目的是 。（2）C瓶?jī)?nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是 ，防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過(guò)大。此時(shí)再打開彈簧夾b的原因是 ，C瓶?jī)?nèi)氣體的成份是 。（3）在步驟中，先加熱鐵觸媒的原因是 。反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 52.76 t某合成氨廠，日生產(chǎn)能力為30噸，現(xiàn)以NH3為原料生產(chǎn)NH4NO3，若硝酸車間的原料轉(zhuǎn)化率為92，氨被吸收為NH4NO3的吸收率為98

13、，則硝酸車間日生產(chǎn)能力應(yīng)為多少噸才合理? （1）y(225x99)/(5x9) （2）45t （3）81t氨氧化法可制得50%的HNO3，加脫水劑可進(jìn)一步制得90%的HNO3。某工廠同時(shí)生產(chǎn)50%的HNO3與90%的HNO3，兩種產(chǎn)品的質(zhì)量比為m1/m2x（其中m1為50% HNO3的質(zhì)量，m2為90%HNO3的質(zhì)量）。若以17t液氨為原料生產(chǎn)：（1）導(dǎo)出理論上所需水量y（L）與質(zhì)量x的數(shù)學(xué)表達(dá)式（假定NH3的轉(zhuǎn)化率為100%）。（2）根據(jù)導(dǎo)出的數(shù)學(xué)關(guān)系式求出只生產(chǎn)50% HNO3的所需的水量與只生產(chǎn)90% HNO3的所需的水量。（3）質(zhì)量比為多少時(shí)，進(jìn)出的水量保持平衡？此時(shí)兩種產(chǎn)品的總質(zhì)量為

14、多少？ （1）放熱 （2）1.7kg （3）0.24合成氨工業(yè)用氫和氮在催化劑作用下直接合成，下表表示在一定溫度和壓強(qiáng)作用下達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)氨的含量。達(dá)到平衡時(shí)混合氣中氨的含量（體積百分比）（氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比是13） 右圖是一透熱性能很好的堅(jiān)固容器，活塞C可左右移動(dòng)。其總體積為44.8L，現(xiàn)將400、300大氣壓的氫氣33.6L和400、300大氣壓的氮?dú)?1.2 L充入容器中，當(dāng)兩者反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，若保持混合氣體的壓強(qiáng)仍為400和300大氣壓，求：（1）容器是向外界放熱，還是吸熱？（2）試計(jì)算充入容器中氮?dú)赓|(zhì)量是多少克？（3）活塞C要向左倒移動(dòng)的距離與容器全長(zhǎng)之比是多大？ （1）133.

15、9 （2）3m3V4m3 （3）23 （4）17a/3合成氨原料可以由天然氣制取其主要反應(yīng)為：CH4（g）H2O（g）CO（g）3H2（g）（1）1m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CH4按上式完全反應(yīng)，產(chǎn)生H2 mol。（2）CH4和O2的反應(yīng)為：2CH4（s）O2（s）2CO（g）4H2（s）。設(shè)CH4同時(shí)和H2O（g）及O2（g）反應(yīng)，1m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CH4按上述兩式完全反應(yīng)，產(chǎn)物氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為 。（3）CH4和H2O（g）及富氧空氣（O2含量較高，不同富氧空氣氧氣含量不同）混合反應(yīng)，產(chǎn)物氣體組成如下表：氣體COH2N2O2體積/L2560152.5計(jì)算該富氧空氣中O2和N2的體積比V(O2)

16、V(N2)。（4）若CH4和H2O（g）及富氧空氣混合反應(yīng)的產(chǎn)物中，V(H2)V(N2)31（合成氨反應(yīng)的最佳比）。則反應(yīng)中的H2O（g）和富氧空氣的體積比為何值？ （1）2.29 mol NH3/mol CH4 （2）48%工業(yè)中通過(guò)如下系列反應(yīng)以天然氣為原料生產(chǎn)氨氣；CH4H2OCO3H2 （a）2CH4O22CO4H2 （b）COH2OCOH2 （c）N23H22NH3 （d）假定（i）只發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)，以及對(duì)二氧化碳的化學(xué)吸收，（ii）天然氣只含有甲烷，（iii）空氣含有0.80摩爾分?jǐn)?shù)的氮?dú)夂?.20摩爾分?jǐn)?shù)的氧氣，（iv）甲烷在過(guò)程（a）和（b）中的轉(zhuǎn)化率是利用調(diào)節(jié)通入反應(yīng)（b）

17、中的氧氣量來(lái)控制的，即通入適量的空氣使氮?dú)夂蜌錃獾哪柋葎偤帽３衷?3；同時(shí)還考慮反應(yīng)的總效率，即STP時(shí)1200 m3的天然氣要生成1.00 t氨氣。試求：（1）根據(jù)以上假定，若天然氣的轉(zhuǎn)化率為100%，則每摩爾天然氣可生成多少摩爾氨氣？（2）在（1）中得出的實(shí)際產(chǎn)量是最大產(chǎn)量的百分之幾？ （1）48（2）m(Na2CO3·10H2O) 572g（3）2NO2Na2CO3NaNO2NaNO3CO2m48gNONO2Na2CO32NaNO2CO2m32g設(shè)由NO2與純堿反應(yīng)產(chǎn)生的CO2為amol 由NO和NO2與純堿反應(yīng)產(chǎn)生的CO2為bmoln(NaNO2)n(NaNO3) 53設(shè)生

18、成的n(NaNO2)為5x mol，n(NaNO3)為3x mol據(jù)Na守恒：5x3x8x0.5m(NaNO2)172.5g，m(H2O)余1000×78.8%-688100g析出：m(NaNO2)(最大)172.571.2101.3g硝酸工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)為：2NO2Na2CO3NaNO3NaNO3CO2 NONO2Na2CO32NaNO2CO2 （1）根據(jù)反應(yīng)，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）CO2，吸收液質(zhì)量將增加 g。（2）配制1000g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.2%的純堿吸收液，需Na2CO3·10H2O多少克？（3）現(xiàn)有1000g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21

19、.2%的純堿吸收液，吸收硝酸工業(yè)尾氣，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44g。計(jì)算吸收液中NaNO2和NaNO3物質(zhì)的量之比。1000g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.2%的純堿在20經(jīng)充分吸收硝酸工業(yè)尾氣后，蒸發(fā)掉688g水，冷卻到0，最多可析出NaNO2多少克？（0時(shí)，NaNO2的溶解度為71.2g/100g水） （1）氮?dú)?略（2）NO和NO2按物質(zhì)的量1:l混合，則相當(dāng)于亞硝酐N2O3，其反應(yīng)是：N2O32NaOH2NaNO2H2O（3）D 當(dāng)x1時(shí)，NO、NO2混合氣體可以被過(guò)量NaOH溶液完全吸收在硝酸生產(chǎn)過(guò)程中所排放出來(lái)的廢氣中含有NO和NO2，它們污染環(huán)境。（1）現(xiàn)用氨催

20、化還原法將它們轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體（填名稱） 直接排入空氣中，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 。假設(shè)NO和NO2物質(zhì)的量之比恰好為11，則兩者的混合物相當(dāng)于一種酸酐。（2）寫出由燒堿溶液吸收這種酸酐的化學(xué)方程式。（3）若用堿液吸收法處理尾氣。將含有NO、NO2的廢氣通入NaOH溶液中， NO、NO2轉(zhuǎn)化為NaNO3、NaNO2而被吸收，消除了污染。2NO22NaOHNaNO3NaNO2H2O NONO22NaOH2NaNO2十H2O下列氣體中不可能完全被過(guò)量NaOH溶液吸收的是 A 1mol O2與4mol NO2 B 1mol NO與4mol NO2C 1mol O2與4mol NO D 1mol NO

21、與4mol NO2若YNO2VNOx，則x在什么取值范圍內(nèi)，NO、NO2混和氣體可能被過(guò)量NaOH溶液完全吸收。答： B組 D采用循環(huán)操作可以提高原料的利用率，下列工業(yè)生產(chǎn)中，沒(méi)有采用循環(huán)操作的是A 硫酸工業(yè) B 合成氨工業(yè) C 硝酸工業(yè) D 氯堿工業(yè) D在NH3、HNO3、H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中，具有的共同點(diǎn)是A 使用吸收塔設(shè)備 B 使用尾氣吸收裝置C 使用H2作原料 D 使用催化劑 D參考右圖中溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡氨的百分含量的關(guān)系，試評(píng)判當(dāng)前合成氨的最有前途的研究發(fā)展方向是A 研制耐強(qiáng)高壓的合成塔B 采用超大規(guī)模生產(chǎn)以提高經(jīng)濟(jì)效益C 提高分離技術(shù)D 研制低溫催化劑 A下列有關(guān)化工生產(chǎn)的設(shè)備、

22、原料和反應(yīng)條件等項(xiàng)均正確的是A 合成氨：合成塔、空氣、水和焦炭、鐵觸媒、500、3×107PaB 氨氧化法制硝酸：沸騰爐、氨氣、鉑銠合金、800C 接觸法制硫酸：氧化爐、硫鐵礦、V2O5、400500D 煉鋼：轉(zhuǎn)爐、白口鐵、生石灰、1600 B、C下列關(guān)于化工生產(chǎn)原理的幾種敘述中，均不符合目前工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況的是A 在催化劑作用下氨被空氣氧化，將兩次氧化的產(chǎn)物被水吸收制成硝酸B 氯氣和氫氣混和在光照條件下生成氯化氫，用水吸收成鹽酸C 二氧化硫在接觸室被氧化成三氧化硫，再在吸收塔內(nèi)被水吸收制成濃硫酸D 用硝酸鎂作吸水劑，將稀硝酸濃縮蒸餾得96%以上的濃硝酸 A氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最

23、大的化工廠產(chǎn)品之一。目前，世界上采用的合成氨技術(shù)是德國(guó)人哈伯在1905年發(fā)明的他因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)、哈伯法合成氨需要在2050MPa的高壓和500的高溫下，并用鐵催化劑，且氨轉(zhuǎn)化率僅10%15%然而，2001年有兩位希臘化學(xué)家在美國(guó)科學(xué)雜志上發(fā)表文章，在常壓下把氫氣和用氦稀釋的氮?dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570的電解池（如圖），氫氣和氮?dú)庠陔姌O上合成了氨，而且轉(zhuǎn)化率可高達(dá)78%?。▓D中涂黑處表示新法合成氨中所用的電解質(zhì)，它能傳導(dǎo)H）。下列說(shuō)法不正確的是A 新法合成氨的電解地中可以用水溶液作電解質(zhì)B 新法合成氨的電解池中不能用水溶液作電解質(zhì)C 新法合成氨的陽(yáng)極反應(yīng)為：3H26e6HD

24、新法合成氨的電解反應(yīng)為：N23H22NH3 A氨是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品，舊法亦稱哈伯法，是在2050MPa，500，鐵做催化劑下合成的；希臘化學(xué)家發(fā)明了一種新法，在常壓下，把氫氣和用氦氣稀釋的氮?dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570的電解池，利用能通過(guò)氫離子的多孔陶瓷固體作電解質(zhì)，氫氣和氮?dú)庠陔姌O上合成了氨，轉(zhuǎn)化率達(dá)到78%，有關(guān)新法合成氨的說(shuō)法不正確的是A 新法與舊法相比不需要高溫B 新法與舊法相比氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率高C 新法陰極的電極反應(yīng)為：N26H6e2NH3D 電解時(shí)H從陽(yáng)極向陰極移動(dòng) （1）陽(yáng)：H22e2H 陰：N26H6e3NH3 總：N23H22NH3（2）6 3111998年兩位希臘化學(xué)家在科學(xué)雜

25、志上發(fā)表論文，稱他們?cè)诔合掳褮錃夂陀煤庀♂尩牡獨(dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570的電解池（右圖）中，氫和氮在電極上合成了氨，且轉(zhuǎn)化率達(dá)到了78。用來(lái)合成氨的電解質(zhì)在電解池里起傳導(dǎo)H離子的作用右（右圖），它是一種固體復(fù)合氧化物（縮寫為SCY），具有鈣鈦礦晶體構(gòu)型（最小重復(fù)單元見(jiàn)右下圖），電解池的兩個(gè)電極則是吸附在SCY內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜。（1）寫出上述電解池陰、陽(yáng)兩極發(fā)生的反應(yīng)和電解池的總反應(yīng)方程式。陽(yáng)極 ；陰極 ；總反應(yīng)方程式 。（2）鈣鈦礦晶體中，每個(gè)鈦原子周圍與它最接近且等距離的鈦原子共有 個(gè)，氧、鈣、鈦（Ti）的原子個(gè)數(shù)比是 。 或氨氧化制硝酸的反應(yīng)為：4NH35O24NO6H2O

26、（a） 2NOO22NO2 （b） （空氣中） （空氣中）3NO2H2O2HNO3NO （c）試設(shè)計(jì)制備HNO3的實(shí)驗(yàn)裝置圖。并指明反應(yīng)（a）（b）（c）在何裝置中發(fā)生。所用的試劑和藥品除空氣外還有氨水、Cr2O3、鉑絲和水。所用儀器是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的。 （1）醋酸二氨合銅（） （2）防止催化劑中毒 （3）低溫、加壓 （4）高溫低壓合成氨工業(yè)中，原料氣（N2，H2及少量CO，NH3的混合氣）在進(jìn)入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液來(lái)吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)為：Cu(NH3)2AcCONH3Cu(NH3)3Ac·COQ（1）命名：Cu(NH3)2Ac （2）必須除去原料氣中的C

27、O的原因是 ；（3）Cu(NH3)2Ac吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是 ；（4）吸收CO的Cu(NH3)2Ac溶液經(jīng)適當(dāng)處理后又可再生，恢復(fù)其CO的吸收能力以供循環(huán)使用，Cu(NH3)2Ac再生的適宜條件是 。（1） 3NO2H2O2HNO3NO；2NOO22NO2 設(shè)起始時(shí)NO2物質(zhì)的量為1mol，經(jīng)過(guò)n次循環(huán)后生成HNO3的物質(zhì)的量為：Sn2/32/3´1/32/3´(1/3)22/3´(1/3)32/3´(1/3)n1，經(jīng)等比數(shù)列求和得Sn1(1/3)n。因此，NO2HNO3轉(zhuǎn)化率為1(1/3)n/1´100% 1(1/3)n/1´

28、100%95%，因此，n2.63，要經(jīng)過(guò)3次循環(huán)操作才能使95%的NO2轉(zhuǎn)化為HNO3 （2）Mg4HNO3Mg(NO3)22NO22H2O 40Mg100HNO35NOH2NO23N24NH4NO340Mg(NO3)241H2OHNO3是極其重要的化工原料。工業(yè)上制備HNO3采用NH3催化氧化法，將中間產(chǎn)生的NO2在密閉容器中多次循環(huán)用水吸收制備的。（1）工業(yè)上用水吸收二氧化氮生產(chǎn)硝酸，生成的氣體經(jīng)過(guò)多次氧化、吸收的循環(huán)操作使其充分轉(zhuǎn)化為硝酸（假定上述過(guò)程中無(wú)其它損失）。 試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 設(shè)循環(huán)操作的次數(shù)為n，試寫出NO2HNO3轉(zhuǎn)化率與循環(huán)操作的次數(shù)n之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

29、計(jì)算一定量的二氧化氮?dú)怏w要經(jīng)過(guò)多少次循環(huán)操作，才能使95%的二氧化氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛?？?）上述方法制備的HNO3為稀HNO3，將它用水稀釋或蒸餾、濃縮可制得不同濃度的HNO3。實(shí)驗(yàn)證明：不同濃度的HNO3與同一金屬反應(yīng)可生成不同的還原產(chǎn)物。例如，鎂與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得其氣相產(chǎn)物有H2、N2、NO、NO2，液相產(chǎn)物有Mg(NO3)2，NH4NO3和H2O。生成這些產(chǎn)物的HNO3濃度范圍為：H2：C6.6mol/L；N2和NH4：C10mol/L；NO：0.1mol/LC10mol/L；NO2：C0.1mol/L。各氣相產(chǎn)物成分及含量隨HNO3濃度變化曲線如右圖所示。 寫出Mg與11mol/L的HN

30、O3反應(yīng)的方程式； 960 mg Mg與1L 4mol/L的HNO3恰好完全反應(yīng)，收集到224 mL氣體（S.T.P）氣體，試通過(guò)計(jì)算寫出反應(yīng)方程式。C組 因?yàn)楦邏耗軌蚴蛊胶鈫?wèn)氨產(chǎn)量增加的方向移動(dòng)。通過(guò)Haber反應(yīng)用N2和H2制取氨時(shí)，總壓為200atm。試解釋為什么需要如此大的壓力？ 由H的符號(hào)可知此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此在低溫下反應(yīng)有利NH3的生成。對(duì)于這類反應(yīng)要同時(shí)考慮溫度對(duì)平衡和反應(yīng)速率的影響。溫度越低NH3的產(chǎn)量越高，但同時(shí)達(dá)到平衡的速率也越慢。對(duì)于此反應(yīng)，4mol的氣體產(chǎn)生2mol的NH3，正向反應(yīng)時(shí)氣體物質(zhì)的量減少，所以升高壓力有助于增加NH3在平衡混合物中的比例。加入催化劑能夠

31、縮短達(dá)到平衡的時(shí)間。如果通過(guò)Haber反應(yīng)制取氨，設(shè)計(jì)反應(yīng)條件。N2(g)3H2(g)2NH3(g) H22kca1 （1）最大轉(zhuǎn)化率應(yīng)對(duì)應(yīng)平衡態(tài)，但平衡時(shí)，最初物濃度減小，正向反應(yīng)隨之變得緩慢，因此合成塔生產(chǎn)率減小，在生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上是負(fù)值。 （2）最初所含雜質(zhì)與氣體的制備方法有關(guān)。由于雜質(zhì)在反應(yīng)介質(zhì)中不斷積累，將導(dǎo)致參加反應(yīng)氣體的濃度（分壓）的降低，故NH3的平衡產(chǎn)量亦降低，為保持合成塔的產(chǎn)率，這可通過(guò)增大合成塔的總壓，或保持固定的N2、H2混和物的組成達(dá)到。從工藝、經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)，后一種較現(xiàn)實(shí)。 （3）增加接觸時(shí)間，將導(dǎo)致NH3和空氣的混和物來(lái)不及催化就起火，使NH3燃成N2，氣流速度過(guò)大，

32、將導(dǎo)致NH3部分越過(guò)催化劑，使其與NO作用，此時(shí)同樣生成N2，但有意搞一點(diǎn)小的損耗，因它在經(jīng)濟(jì)上可使接觸器的生產(chǎn)率增大。在氮的化合物的生產(chǎn)中，其中有以下的工藝過(guò)程，請(qǐng)你解釋：（1）合成氨反應(yīng)未達(dá)平衡，但又接近平衡時(shí)，從氨合成塔中放出的氣體具有怎樣的反應(yīng)速度？（2）循環(huán)氣的一部分未返回氨合成塔中，而不斷地由一個(gè)循環(huán)周期中放出？（3）在生產(chǎn)NO的接觸器中，當(dāng)接觸時(shí)間為104S時(shí)，達(dá)到NH3轉(zhuǎn)化為NO的最大限度。當(dāng)接觸時(shí)間變化時(shí)，會(huì)發(fā)生怎樣的不良過(guò)程？為什么氣流的實(shí)際速度要保持稍大于對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)化率的速度？ （1）最大轉(zhuǎn)化率應(yīng)對(duì)應(yīng)平衡態(tài)，但平衡時(shí)，最初物濃度減小，正向反應(yīng)隨之變得緩慢，因此合成塔生產(chǎn)率減小，在生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上是負(fù)值。 （2）最初所含雜質(zhì)與氣體的制備方法有關(guān)。由于雜質(zhì)在反應(yīng)介質(zhì)中不斷積累，將導(dǎo)致參加反應(yīng)氣體的濃度（分壓）的降低，故NH3的平衡產(chǎn)量亦降低，為保持合成塔的產(chǎn)率，這可通過(guò)增大合成塔的總壓