化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨...

化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。

（1）工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应，已知下列3 个热化学方程式（K 为平衡常数）：

（2）工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应，但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质，工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+ H2 （g）ΔH<0。

①一定条件下，反应达到平衡后，欲提高CO 的转化率，可采取的措施有 　　　　　　　 　 、 　　　　　　 　 。

②在容积为2 L 的密闭容器中发生上述反应，其中c（CO）随反应时间（t）的变化如图甲中曲线Ⅰ，如果在t0时刻将容器容积扩大至4 L，请在图甲中画出t0时刻后c（CO）随反应时间（t）的变化曲线。

（3）氨气的重要用途是合成尿素，一定条件下，NH3和CO2 合成尿素的反应为。当加料比例n（NH3）/n（CO2）=4 时，CO2的转化率随反应时间（t）的变化如图乙所示，a 点v 逆（CO2）　　　　　　　　 　 b 点v 正（CO2）（填“>”、“<”或“=”），NH3的平衡转化率为　 　　　　　　　　　　　　 　　 。

（4）硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收，生成的（NH4）2SO3再与硫酸反应，将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料，而生成的（NH4）2SO4可作肥料。常温下，0．1mol·L-1（NH4）2SO4 溶液中各离子浓度由大到小的顺序是　　 　　　　　　　　　　 　　 ；

若某工厂中使用的是室温下0．1 mol·L-1 的氨水，那么该氨水的pH=　 　　　　　　　　　 　　 。

（已知

高三化学简答题极难题查看答案及解析

硝酸铈铵[（NH4）2Ce（NO3）6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

（1）已知（NH4）2Ce（NO3）6受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：（NH4）2Ce（NO3）6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空气中加热（NH4）2Ce（NO3）6，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。

（2）步骤Ⅰ中，将Ce（NO3）3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce（OH）4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。

（3）298K时，Ksp[Ce（OH）4]＝1×10—29。Ce（OH）4的溶度积表达式为Ksp＝___________。

为了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c（Ce4+）小于1×10—5mol·L－1，需调节pH为______以上。

（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了（NH4）2Ce（NO3）6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

① （NH4）2Ce（NO3）6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

(1)已知(NH4)2Ce(NO3)6受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空气中加热(NH4)2Ce(NO3)6，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。

(2)步骤Ⅰ中，将Ce(NO3)3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce(OH)4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。

(3)298K时，Ksp[Ce(OH)4]＝1×10—29。Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp＝___________。

为了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10—5mol·L－1，需调节pH为______以上。

(4)为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了(NH4)2Ce(NO3)6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

① (NH4)2Ce(NO3)6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假设不含N2O4)的处理与应用也是科学研究的热点。

⑴工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理为4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O。某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图所示：

①装置A中发生反应的化学方程式为________。

②装置D中碱石灰的作用是________。

⑵工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx(已知：NO不能与Na2CO3溶液反应)。NO+NO2+ Na2CO3 = 2 NaNO2+ CO2；

2NO2+ Na2CO3 = NaNO2+ NaNO3+ CO2。

①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是________填选项字母。

A.1.4　　　　　 B.1.6　　　　　 C.1.8

②将1 mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO3－、NO2－两种离子的物质的量随x变化关系如图所示：

图中线段a表示________填化学式随x值的变化关系；若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液吸收，则需要Na2CO3溶液至少________g。

用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44g，则NOx中的________。

⑶氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气的意义是________。

⑷尿素也可用于吸收处理NOx，其反应原理为NO+NO2+ H2O = 2HNO2、2HNO2+CO(NH2)2 = 3H2O + CO2↑+ 2N2↑。当混合气体中NO、NO2按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO):V(NO2)=5:1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气):V(NO)= ________ (空气中O2的体积含量约为20%)。

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（6分)随着我国工业化水平的不断发展，研究空气污染、废水处理等问题成为重要课题。

（1）NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示：

①SCR技术中的氧化剂为____________

②当NO2与NO的物质的量之比为1：l时，与足量氨气在一定条件下发生反应。该反应的化学方程式为_______。当有3 mol电子发生转移时，则参与反应的NO的物质的量为________。

（2）电镀废水中常含有毒的NaCN、HCN等。NaCN水溶液显碱性的原因是_____________(用离子方程式表示)；HCN的Ka=6.17×10-10，用NaOH溶液调节含CN-的废水至pH=9，此时废水中c(CN-)_______c(HCN)(填“>”、“<”或“=”)。

（3）室温下有如下数据：草酸(H2C2O4)的K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5；醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5；碳酸的电离平衡常数K1=4.2×10-7，K2=4.5×10-11；Ksp(CaC2O4)=5.0×10-9；Ksp (CaCO3)=2.5×10-9

①用醋酸溶液鉴别CaC2O4和CaCO3两种白色固体的实验现象是___________；

②向0.6 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入足量CaC2O4粉末后(忽略溶液体积变化)，充分搅拌，发生反应：CO32-(aq)+ CaC2O4 (s)CaCO3 (s)+ C2O42-(aq)，静置后沉淀转化达到平衡，此时溶液中的c(C2O42-)(不考虑其他诸如水解之类副反应)为_____________。

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碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)

（1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反应的化学方程式为_______________。该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点____________。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g)　 ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C.550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e. T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)}，b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

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碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)

（1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反应的化学方程式为_______________。该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点____________。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g)　 ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C.550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e. T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)}，b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

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作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：

反应I：

反应 II：

写出NO分解生成与的热化学方程式______。

(2)在恒温恒容装置中充入一定量的和，在某催化剂的作用下进行反应I，测得不同时间的和，的浓度如表：

则下列有关叙述中正确的是______。

A.使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B.若测得容器内时，说明反应已达平衡

C.当容器内时，说明反应已达平衡

D.前10分钟内的平均速率 

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1mol 和2mol ，测得有关物质的量关系如图1：

①该催化剂在低温时选择反应______填“I”或“II”。

②时，的平衡常数______不要求得出计算结果，只需列出数字计算式。

③点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因______。

(4)合成氨工业会产生大量副产物，工业上常用高浓度的溶液吸收，得溶液X，再利用电解法使溶液再生，其装置如图2所示：

①在阳极区发生的反应包括______和。

②简述在阴极区再生的原理______。

(5)制备催化剂时常产生一定的废液，工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的。

已知：时，，，

①在计算溶液中的离子浓度时，涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则氢硫酸的______取近似整数。

②已知，某废液接近于中性，若加入适量的氢硫酸，当废液中______ 计算结果保留两位有效数字，就会产生CuS沉淀。

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硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

4NH3+5O24NO+6H2O ----①

4NO+3O2+2H2O→4HNO3----②

完成下列计算：

52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应，冷却后所得溶液中溶质的质量分数是_________________（保留2位小数，下同）。

53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸，然后加入4.50吨水，得到密度为1.31g/cm3的硝酸，该硝酸的物质的量浓度是_______mol/L（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）。

54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应只收集到 0.30 mol NO2 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量__________（写出计算过程）。

55、硝酸工业尾气中的NO、NO2属于大气的主要污染物。已知1m3硝酸工业的尾气中含3160mg NOx，其中n(NO) : n(NO2) = 9:1。

（1）如果用NaOH溶液完全吸收NOx，至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升？

_________________________（富氧空气中O2的体积分数为0.25）（写出计算过程）

（2）如果用氨催化还原法，即用氨作催化剂，将NO、NO2转化为氮气直接排入空气中，需要氨气的质量为多少克？__________________________（写出计算过程）

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NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863 计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:

反应I:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　　 △H1=-905kJ·mol-1

反应II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)　　 △H2=-1266.6kJ·mol-1

写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式______________________________________。

(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，容器I、II、III中N2O平衡转化率如下图所示。

①该反应的△H_________0(填“>”、“=”、“<”);

②图中A、B、C 三点处容器内的总压强，由大到小的顺序是_____________________；

③容器IV在470℃进行反应时，起始速率:v(N2O)正____v (N2O)逆(填“>”、“=”、“<”)。

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在20L密闭容器中充人lmolNH3和2molO2，测得一定时间内有关物质的量关系如图:

①该催化剂在低温时选择反应________(填“I”或“II”)。

②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是_________________________________。

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