（14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。（1）NH3经一系列反应可以得到HNO3和...

（14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。

（1）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3。

II中，2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下随温度变化的曲线如下图）。

①随温度升高，该反应平衡向__________（选填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

②比较P1、P2的大小关系：______________。

（2）一种工业合成氨的简易流程图如下：

步骤II中制氢气原理如下：

a．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　 △H = +206.4 kJ/mol

b．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　 △H = —41.2 kJ/mol

①对于反应a而言，增大CH4的浓度，达新平衡时H2的体积分数_　　 _　　 __增大（选填“一定”或“不一定”）。

②利用反应b，将CO进一步转化，可提高H2产量。若在500 ℃时，把等浓度的CO和H2O(g)充入反应容器，达到平衡时c(CO)＝0.005 mol·L－1、c(H2)＝0.015 mol·L－1，则CO的平衡转化率为　　　　　　　　　　 。

③上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是（填序号）　　　　 ，④简述一种本流程中可以提高合成氨原料总转化率的方法　　　　　　　　　　　　　　 。

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NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。

（1）I中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是____________。

（2）II中，2NO（g）+O2（g）2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下温度变化的曲线（如下图）。

①比较P1、P2的大小关系：P1______P2（用“＞”、“＜”、“＝”）

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________。

（3）III中，将NO2、O2、H2O化合制硝酸的化学方程式_______。

（4）IV中，电解NO制备 NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_____________，说明理由：________________。

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（10分）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。

（1）I中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是　　 　　　　　　　　　 　　 。

（2）II中，2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 。起始时容器充入1molNO、0.5molO2，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如下图)。

①比较p1、p2的大小关系　　 　　　　　　　　 　　 。

②在温度为500℃、压强为p2条件下，平衡混合气中NO2的体积分数　　 　　　　　　　　 　　 。

（3）III中，将NO2(g)转化成N2O4(l)，再制备浓硝酸。

①已知：2NO2(g) N2O4(g)　 ΔH1 　　 2NO2(g) N2O4(l)　 ΔH2

A　　　　　　　　　　　　　　 B　　　　　　　　　　　　　　 C

反应过程中能量变化正确的是　　 　　　　　　 　 （填序号）。

②N2O­4与O2、H2O化合的化学方程式　　 　　　　　　　　　　 　 。

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（14分）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。

（1）Ⅰ中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_______________________。

（2）Ⅱ中，2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线(如图)。

①比较p1、p2的大小关系：　　　　　　　　　 。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是　　　　　　 。

（3）Ⅲ中，降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。

①已知：2NO2(g) N2O4(g) ΔH1　　 2NO2(g)N2O4(l) 　 ΔH2

下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)　　　　　　　　 。

②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）Ⅳ中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示。

为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充A。A是　　　　　　　　 ，说明理由：　　　　　　　　　　　 。

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合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，2018年是合成氨工业先驱哈伯（P·Haber）获得诺贝尔奖100周年

(1)合成氨反应是一个可逆反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），已知298K时：ΔH=-92.2kJ/mol，ΔS=-198.2J/(K·mol)，则根据正反应的焓变和熵变分析，常温下合成氨反应____（填“能”或“不能”）自发进行。实验研究表明，在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式如下，v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)，k为速率常数，请根据该关系式分析，如果想增大合成氨反应的速率，从浓度的角度可以采用的措施为________。根据合成氨反应的特点，请再说出一项能够提高合成氨反应速率的措施_________。

(2)研究表明，在Fe催化剂作用下合成氨的反应历程为（*表示吸附态）：

化学吸附：N2(g)→2N*；H2(g)→2H*;

表面反应：N*+H*NH*；NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*

脱　　 附：NH3*NH3(g)

其中，N2的吸附分解反应速率慢，解决了合成氨的整体反应速率。

实际生产中，合成氨常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0×107Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。请回答：

①分析说明原料中N2过量的理由____________。

②近年来，中国科学院大连化学物理研究所陈平研究团队经过近二十年的积累，先后在催化剂分解、催化氨合成、化学链合成氨等方面取得重要进展。关于合成氨工艺的下列理解，正确的是______。

A.人们对合成氨研究的重要目的之一是要实现氨的低温高效合成

B.控制温度（773K）远于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.陈平团队首次报道了具有优异低温活性的LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，它可以大大提高反应的平衡转化率

D.N2的吸附分解反应活化能高，是合成氨反应条件苛刻的重要原因

E.陈平团队构建了一条基于可再生能源的化学链合成氨工艺流程，可以显著提高能效

(3)若N2和H2生成NH3的反应为：N2(g)+H2(g)NH3(g)，的标准平衡常数,其中为标准大气压(1×105Pa)，、和为各组分的平衡分压，如P(NH3)=x(NH3) P，P为平衡总压，x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。

①N2和H2起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为，则_________(用含的最简式表示）

②根据合成氨反应的特点，标准平衡常数随温度T升高而逐渐______（填“增大”或“减小”）。

(4)希腊两位科学家曾经采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶体薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如图）。钯电极A为______极（填“阴”或“阳”），该极上的电极反应式是___________。

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（8分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

（1）T℃时在2L的密闭容器中，N2、H2混合气体充分反应5min后放出热量46.2 kJ，用H2表示的平均速率为　　　　　　　　　 。

（2）合成氨厂可用反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)获得H2，已知该反应的平衡常数随温度的变化如下表，试回答下列问题：

①在800℃发生上述反应，向恒容反应器投入CO2、H2、CO、H2O的物质的量分别为：1 mol、1 mol、2 mol、2 mol，此时该反应由　　　　 反应方向开始建立平衡。（选填“正”或“逆”）。

②在500℃时进行上述反应，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，在该条件下，CO的最大转化率为　　　　　　　　　　 。

③在其他条件不变的前提下，下列措施一定可以提高H2的百分含量的有___________；

a．增加CO的用量　　　　　　　　 b．增加H2O(g)的用量　　

c．增大压强　　　　　　 　　　　 　 d．降低温度

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)　　 △H ＝ －92.4 kJ·mol－1 ,　 一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式　　　　　　　　　　 。

（2）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

① CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3H2 (g)　　 △H ＝ +206.4 kJ·mol－1

② CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)　　 △H ＝ －41.2 kJ·mol－1

写出氢气和二氧化碳气体反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式　　　　　　　　　　 。

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是　　　　 。

a．升高温度　　　 　　 b．增大水蒸气浓度　　　　

c．加入催化剂　　　 d．降低压强

（3）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)　　　　　　 。

（4）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH<0

某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40 s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。若保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应(0~70s)的进程曲线。

（5）25℃时，向a mol NH4NO3固体中滴加b L氨水后溶液恰好呈中性，所滴加氨水的浓度为　　　　　　 mol·L－1(25℃时，NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10－5)

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（14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　　　 ΔH＝－92.4 kJ·mol－1

一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是　　 。升高平衡体系的温度(保持体积不变), 混合气体的平均相对分子质量　　 。(填“变大”“变小”或“不变”)

（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：___________________________。

（3）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　　 ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　　 ΔH＝－41.2 kJ·mol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是_____。

a．升高温度　　　　　　 b．增大水蒸气浓度　　　

c．加入催化剂　　　　　　 d．降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应，得到1.14a mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_____________。上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_____________________________________。

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　　　 ΔH＝－92.4 kJ·mol－1

一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2（g）+3H2（g）2NH3（g）（正反应为放热反应）当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是　　　　　　 。升高平衡体系的温度（保持体积不变）,该反应　　　 　　　　　 （填“逆向移动”正向移动”或“不移动”） 。

（2）氨水、氯水中均存在多种微粒和多个平衡，请写出氯水中存在的一个化学平衡反应的离子方程式　 　　　　　　　　　　　　　 　 。

（3）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）　　 ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1

②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　　 ΔH＝－41.2 kJ·mol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是___________。

a．升高温度　　　　　　　　　　　 b．增大压强

c．加入催化剂　　　　　　　　　　 d．降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若2 mol CO和H2的混合气体（H2的体积分数为80%）与H2O反应，得到2.28mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_____________。

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92．4 kJ·mol－1一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）在密闭容器中，使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是　　 。升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量　　 (填“变大”、“变小”或“不变”) 。

（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： _________________。

（3）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　　 ΔH＝＋206．4 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　　 ΔH＝－41．2 kJ·mol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________。

a．升高温度　　　　　 　　 b．增大水蒸气浓度

c．加入催化剂　　　　 　　 d．降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应，得到1．14a mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为__________________。

上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)______。

简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：　　　　　　　　　　　　 。

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