Question

（2011?鎮(zhèn)江一模）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

完成下列問(wèn)題：
Ⅰ．合成氨
（1）寫(xiě)出裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

N₂+3H₂

催化劑

加熱、加壓

2NH₃

．
（2）已知在一定的溫度下進(jìn)入裝置①的氮、氫混合氣體與從合成塔出來(lái)的混合氣體壓強(qiáng)之比為5：4，則氮的轉(zhuǎn)化率為

40%

．
Ⅱ．氨的接觸氧化原理
（3）在900℃裝置②中反應(yīng)有：?
4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905.5kJ?mol^-1 K₁=1×10⁵³ （900℃）
4NH₃（g）+4O₂（g）?4N₂O（g）+6H₂O（g）；△H=-1103kJ?mol^-1  K₂=1×10⁶¹ （900℃）
4NH₃（g）+3O₂（g）?2N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-1267kJ?mol^-1  K₃=1×10⁶⁷ （900℃）
除了上列反應(yīng)外，氨和一氧化氮相互作用：
4NH₃（g）+6NO（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）；△H=-1804kJ?mol^-1，還可能發(fā)生氨、一氧化氮的分解．
完成熱化學(xué)方程式：2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）；△H=

-180.75 kJ?mol^-1

．
（4）鉑-銠合金催化劑的催化機(jī)理為離解和結(jié)合兩過(guò)程，如圖所示：

由于鉑對(duì)NO和水分子的吸附力較小，有利于氮與氧原子結(jié)合，使得NO和水分子在鉑表面脫附，進(jìn)入氣相中．若沒(méi)有使用鉑-銠合金催化劑，氨氧化結(jié)果將主要生成

氮?dú)夂退�蒸�?/div>

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分析：（1）氮?dú)獾臍錃庠诖呋瘎�、加熱加壓的條件下生成氨氣；
（2）根據(jù)氮?dú)鈿錃夂铣砂睔獾幕瘜W(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算；
（3）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算反應(yīng)的焓變；
（4）催化劑對(duì)反應(yīng)的催化作用具有選擇性；
（5）要結(jié)合圖象來(lái)進(jìn)行解答，對(duì)于生成NO的反應(yīng)，一開(kāi)始反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，當(dāng)NO達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，溫度在升高，平衡就向著氨氣減少的方向進(jìn)行，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率下降．

解答：解：（1）氮?dú)獾臍錃庠诖呋瘎�、加熱加壓的條件下生成氨氣的反應(yīng)為：N₂+3H₂ 

催化劑

加熱、加壓

2NH₃，故答案為：N₂+3H₂ 

催化劑

加熱、加壓

2NH₃；
（2）解：設(shè)消耗的氮?dú)獾牧渴莤，則N₂ +3H₂ 

催化劑

加熱、加壓

  2NH₃
        初始物質(zhì)的量            1        3              0
       變化的物質(zhì)的量           x        3x             2x
     平衡時(shí)的物質(zhì)的量          1-x      3-3x            2x
氮、氫混合氣體與從合成塔出來(lái)的混合氣體壓強(qiáng)之比為5：4，即氮、氫混合氣體的物質(zhì)的量之和與從合成塔出來(lái)的混合氣體的物質(zhì)的量之和的比為5：4，所以

(1-x)+(3-3x)+2x

4

=

4

5

，解得x=0.4mol，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為：

0.4

1

×100%=40%，故答案為：40%；
（3）根據(jù)已知反應(yīng)可得：①2NO（g）+3H₂O（g）?2NH₃（g）+

5

2

O₂（g）；△H=

1

2

×905.5kJ?mol^-1=452.75kJ?mol^-1，
②2NH₃（g）+

3

2

O₂（g）?N₂（g）+3H₂O（g）；△H=-1267×

1

2

kJ?mol^-1=-633.5kJ?mol^-1；
反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）可以看成是①+②的結(jié)果，所以△H=-633.5kJ?mol^-1+452.75kJ?mol^-1=-180.75 kJ?mol^-1，故答案為：-180.75 kJ?mol^-1；
（4）若沒(méi)有使用鉑-銠合金催化劑，氫氣會(huì)和氧氣反應(yīng)，使得氮?dú)夂蜌錃獠荒芊磻?yīng)，說(shuō)明催化劑具有選擇性，故答案為：氮?dú)夂退�蒸氣；選擇性；
（5）由圖象可知在溫度較低時(shí)生成氮?dú)猓疁囟雀哂?00℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降是因?yàn)榉磻?yīng)4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升溫平衡逆向進(jìn)行，故產(chǎn)率降低，
故答案為：A、B；
（6）尾氣的NO、NO₂可全部被碳酸鈉吸收，其化學(xué)方程式為：NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂，
故答案為：NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂ 、2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道工業(yè)合成氨的綜合性知識(shí)題目，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度較大．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?鎮(zhèn)江一模）氯化鈉是一種重要的化工原料．下列表述中正確的是（　　）

A．NaCl的電子式為

B．電解熔融氯化鈉可得到氯氣和金屬鈉

C．²³Na³⁷Cl中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之比是8：7

D．由NaCl制備純堿時(shí)發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?鎮(zhèn)江一模）下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是（　　）

A．金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液：Al+2OH^-=AlO₂^-+H₂↑

B．Cl₂溶于水：Cl₂+H₂O=2H⁺+Cl^-+ClO^-

C．Na₂SO₃溶液使酸性KMnO₄溶液褪色：5SO₃^2-+6H⁺+2MnO₄^-=5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O

D．NaHSO₄溶液與Ba（OH）₂溶液反應(yīng)至中性：H⁺+SO₄^2-+Ba²⁺+OH^-=BaSO₄↓+H₂O

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?鎮(zhèn)江一模）下列說(shuō)法不正確的是（　　）

A．在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊，可減緩船體的腐蝕速率

B．工業(yè)上用石灰乳對(duì)煤燃燒后形成的煙氣進(jìn)行脫硫，最終能制得石膏

C．現(xiàn)代常用紅外光譜儀、核磁共振儀研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)

D．MgO、Al₂O₃的熔點(diǎn)很高，工業(yè)上用于制作耐高溫材料，也用于冶煉鎂、鋁金屬

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?鎮(zhèn)江一模）下列各組離子在指定溶液中，一定能大量共存的是（　　）

• A．常溫下，

  c(H+)

  c(OH-)

  =1×10^-12的溶液：K⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、Na⁺
• B．中性溶液：Fe³⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-
• C．加入苯酚顯紫色的溶液：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、I^-
• D．常溫下由水電離出的c（H⁺）=10^-10mol?L^-1的溶液：Na⁺、Cl^-、ClO^-、SO₃^2-

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?鎮(zhèn)江一模）下列敘述正確的是（　　）

A．pH=5的CH₃COOH溶液和pH=5的NH₄Cl溶液中，水的電離程度相同

B．2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化可用如圖表示

C．2NO+2CO?2CO₂+N₂的△H＜0，則該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行

D．25°C時(shí)，在Mg（OH）₂的懸濁液中加入少量的NH₄Cl固體c（Mg²⁺）增大

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Answer 1

分析：（1）氮?dú)獾臍錃庠诖呋瘎�、加熱加壓的條件下生成氨氣；
（2）根據(jù)氮?dú)鈿錃夂铣砂睔獾幕瘜W(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算；
（3）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算反應(yīng)的焓變；
（4）催化劑對(duì)反應(yīng)的催化作用具有選擇性；
（5）要結(jié)合圖象來(lái)進(jìn)行解答，對(duì)于生成NO的反應(yīng)，一開(kāi)始反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，當(dāng)NO達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，溫度在升高，平衡就向著氨氣減少的方向進(jìn)行，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率下降．

解答：解：（1）氮?dú)獾臍錃庠诖呋瘎�、加熱加壓的條件下生成氨氣的反應(yīng)為：N₂+3H₂ 

催化劑

加熱、加壓

2NH₃，故答案為：N₂+3H₂ 

催化劑

加熱、加壓

2NH₃；
（2）解：設(shè)消耗的氮?dú)獾牧渴莤，則N₂ +3H₂ 

催化劑

加熱、加壓

  2NH₃
        初始物質(zhì)的量            1        3              0
       變化的物質(zhì)的量           x        3x             2x
     平衡時(shí)的物質(zhì)的量          1-x      3-3x            2x
氮、氫混合氣體與從合成塔出來(lái)的混合氣體壓強(qiáng)之比為5：4，即氮、氫混合氣體的物質(zhì)的量之和與從合成塔出來(lái)的混合氣體的物質(zhì)的量之和的比為5：4，所以

(1-x)+(3-3x)+2x

4

=

4

5

，解得x=0.4mol，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為：

0.4

1

×100%=40%，故答案為：40%；
（3）根據(jù)已知反應(yīng)可得：①2NO（g）+3H₂O（g）?2NH₃（g）+

5

2

O₂（g）；△H=

1

2

×905.5kJ?mol^-1=452.75kJ?mol^-1，
②2NH₃（g）+

3

2

O₂（g）?N₂（g）+3H₂O（g）；△H=-1267×

1

2

kJ?mol^-1=-633.5kJ?mol^-1；
反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）可以看成是①+②的結(jié)果，所以△H=-633.5kJ?mol^-1+452.75kJ?mol^-1=-180.75 kJ?mol^-1，故答案為：-180.75 kJ?mol^-1；
（4）若沒(méi)有使用鉑-銠合金催化劑，氫氣會(huì)和氧氣反應(yīng)，使得氮?dú)夂蜌錃獠荒芊磻?yīng)，說(shuō)明催化劑具有選擇性，故答案為：氮?dú)夂退�蒸氣；選擇性；
（5）由圖象可知在溫度較低時(shí)生成氮?dú)猓疁囟雀哂?00℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降是因?yàn)榉磻?yīng)4NH₃+5O₂?4NO+6H₂O是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升溫平衡逆向進(jìn)行，故產(chǎn)率降低，
故答案為：A、B；
（6）尾氣的NO、NO₂可全部被碳酸鈉吸收，其化學(xué)方程式為：NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂，
故答案為：NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂ 、2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道工業(yè)合成氨的綜合性知識(shí)題目，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度較大．