一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下，N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气． 已知：
| 化学键 | N≡N | H-O | N-H | O=O | | 键能/kJ•mol-1 | 945 | 463 | 391 | 498 |
答案
| T/℃ | 30 | 40 | 50 | | 生成NH3量/（10-6mo1/L） | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
解析 根据题目信息，N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气，写热化学方程式的物质变化部分为：N2+3H2O
2NH3+O2，旧键断裂吸收的能量为：945kJ+6×463kJ=3723kJ，新键生成释放的能量为：6×391KJ+×498KJ=3093KJ所以△H=3723kJ•mol-1-3093kJ•mol-1=+630kJ•mol-1，故答案为：N2（g）+3H2O（g）
2NH3（g）+O2（g）；△H=+630kJ•mol-1；
（2）①50℃时从开始到3h内，根据化学反应速率公式v（NH3）===2.0×10-6（mol/（l•h）），氨气的反应速率和氧气的反应速率之比等于系数之比，即为4：3，故v（O2）=1.5×l0-6 mol/（L•h）（或2.5×l0-8 mol/（L•min），故答案为：1.5×l0-6 mol/（L•h）（或2.5×l0-8 mol/（L•min）；
②加快化学反应速率的外界因素有升高温度、加大浓度、加大压强、使用催化剂等，对于该反应可以升高温度、增大压强，及时补充反应物等，故答案为：升高温度；增大压强；
（3）①先通入足量NH3，再通入CO2的原因是：氨在水中溶解度大，使溶液呈碱性，有利于吸收CO2，增大c（CO32-），促使CaSO4转化为CaCO3，同时生成（NH4）2SO4，故答案为：氨在水中溶解度大，使溶液呈碱性，有利于吸收CO2，增大c（CO32-），促使CaSO4转化为CaCO3，同时生成（NH4）2SO4；
②碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，固态副产品为CaO（或生石灰），CO2（或二氧化碳）能被循环利用，故答案为：CaO（或生石灰）；CO2（或二氧化碳）． | 举一反三
工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3 （g）；△H＜0，该反应应采取的适宜条件是（ ）| A．低温、高压、催化剂 | | B．适宜的温度、高压、催化剂 | | C．低温、常压、催化剂 | | D．适宜的温度和压强、催化剂 | 合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按1：4的物质的量之比充入N2、H2进行氨的合成，图A为T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（P）的关系图．
①写出工业上合成氨的化学方程式______．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H2的转化率=______．
③图B中T=500°C，温度为4500C对应的曲线是______（选填字母“a“或“b”），选择的理由是______
④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是______（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH4（g）+H2O
CO（g）+3H2（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表
| 时间/min | CH4（mol） | H20（ mol） | CO （mol） | H2 （mol） | | 0 | 0.40 | 1.00 | 0 | 0 | | 5 | X1 | X2 | X3 | 0.60 | | 7 | Y1 | Y2 | 0.20 | Y3 | | 10 | 0.21 | 0.81 | 0.19 | 0.62 | 如图是有关氮的循环示意图．
（1）过程①中通过______的作用将空气中的氮气固定下来．
（2）请写出②中合成氨反应的化学方程式：______．
（3）请写出③中固氮反应的方程式：______．
（4）过程④中的亚硝酸盐有毒，工业上若直接排放将造成对环境的污染．已知NaNO2遇到还原性较强的NH4+等被还原为N2．在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是______．
a．H202b．NH4Clc．KN03． | 合成氨工业在国民经济中占有重要地位，现有80%的氨用来制造化肥，其余的作为生产其他化工产品的原料．下面是合成氨的简易流程图，试回答下列问题
①合成氨所用的原料气是______、______．
②原料气中氮气来自______．
③原料气要进行彻底的净化，其主要目的是______．
④工业上，通常采用以______为主的催化剂，在400～500℃和10MPa～30Mpa的条件下合成氨．
⑤合成氨的转化率较低，通常约含15%（体积分数）的氨，为提高氨气的转化率，可采取的措施是______． | 下列说法不正确的是（ ）| A．工业合成氨的过程是固氮的过程 | | B．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气做保护气 | | C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 | | D．过量SO2通入紫色石蕊试液，溶液只变红不褪色 |
最新试题
热门考点
|
|
|
|