合成氨工业上采用循环操作的主要是因为[ ]A．加快反应速率 B．能提高NH3的平衡浓度C．降低NH3的沸点 D．提高N2和H2的利用率

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合成氨工业上采用循环操作的主要是因为[ ]
A．加快反应速率
B．能提高NH₃的平衡浓度
C．降低NH₃的沸点
D．提高N₂和H₂的利用率

答案

举一反三

合成氨的温度和压强通常控制在约500℃以及200～500atm的范围，且进入合成塔的N₂和H₂的体积比为1：3，经科学测定，在相应条件下，N₂和H₂反应所得氨的平衡浓度（体积分数）如下表所示。而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明

[ ]
A．表中所测数据有明显误差
B．生产条件控制不当
C．氨的分解速率大于预测值
D．合成塔中的反应并未达平衡

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氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为N₂＋3H₂

2NH₃，则在电化学合成氨的过程中，阳极反应式为________________，阴极反应式为______________。
（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N₂(g)＋3H₂(g)

2NH₃(g) △H＜0，其化学平衡常数K与t的关系如下表：

①试确定K₁的相对大小，K₁____________ 4.1×10⁶（填写“＞”“＝”或“＜”）
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是____________ （填序号字母）。
A．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2
B．2v(N₂)(正) ＝ v(H₂)(逆)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
（3）①NH₄Cl溶液呈酸性，这是由于NH₄⁺水解的缘故。则NH₄Cl溶于重水(D₂O)生成一水合氨和水合氢离子的化学式是____________ 。
②某氨水的pH＝x，某盐酸的pH＝y，x＋y＝14，且x＞11，将上述氨水和盐酸等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为___________
A．[Cl^－]＞[NH₄⁺]＞[H⁺]＞[OH^－]
B．[NH₄⁺]＞[Cl^－]＞[OH^－]＞[H⁺]
C．[Cl^－]＞[NH₄⁺]＞[OH^－]＞[H⁺]
D．[NH₄⁺]＞[Cl^－]＞[H⁺]＞[OH^－]

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氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)；△H＝-92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：
⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是_____________（填序号）。
A．向生石灰中滴入浓氨水
B．加热浓氨水
C．直接用氢气和氮气合成
D．向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液
⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是_______________（填序号）。
A．采用较高压强（20 MPa～50 MPa）
B．采用500℃的高温
C．用铁触媒作催化剂
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N₂和H₂循环到合成塔中
（3）用数字化信息系统DIS（如下图Ⅰ所示：它由传感器、数据采集器和计算机组成）可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，以该种氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

①用滴定管盛氨水前，滴定管要用_____________润洗2～3遍，
②试计算该种氨水的浓度：________________。
③下列情况下，会导致实验结果c(NH₃·H₂O)偏低的是____________。
A．滴定结束时仰视读数
B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管
C．滴定时，因不慎将氨水滴在烧杯外
（4）1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为：_______________________________。

题型：0103 模拟题难度：| 查看答案

过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
⑴应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，下图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为
_________________。

⑵现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为： [Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是______________ 。（填序号）
A．PFS中铁显+3价
B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

⑶铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为

①该化合物中存在的化学键类型有______________。
②该化合物中一个Cr的配位数为______________。
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有______________。
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是______________。（填一种即可）
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是____________。（填元素符号）

题型：0110 模拟题难度：| 查看答案

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。合成塔中发生反应为：N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g) △H<0
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO(g)+H₂O(g)

CO₂(g)+H₂(g) △H>0 ①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H₂)＝0.12mol·L^-1。该温度下此反应的平衡常数K ＝_______________________。②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1mol CO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率α (H₂O)_______________________。
（2）下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由表可推知T1_______573K（填“>”、“<”或“=”）。

（3）673K，30MPa下n(NH₃) 和n(H₂) 随时间变化的关系如下图所示依据上图，下列有关叙述正确的是（填写序号）__________________。
A．c点表示n(NH₃)和n(H₂)相等
B．c点表示NH₃生成速率与NH₃分解速率相同
C．e点和d点时反应的平衡常数相同
D．c点时正反应速率大于逆反应速率

（4）用NO2溶于水制硝酸：3NO₂+H₂O

2HNO₃+NO。从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因用化学平衡移动的理论进行解释是_________________________________。
（5）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝-574kJ·mol^-1 CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝-1160kJ·mol^-1 则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：______________________________。

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