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合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产，重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。

（1）在某温度下体积为200 L的氨合成塔中，以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L^﹣¹)如下表：

	0 min	l min	2 min	3 min	4 min
N₂	1.500	1.400	1.200	c₁	c₁
H₂	4.500	4.200	3.600	c₂	c₂
NH₃	0	0.200	0.600	c₃	c₃

根据表中数据得知0 min～2 min内N₂的平均反应速率是_______，若3 min末N₂的转化率为a，则此时H₂的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。

（2）今对合成氨反应进行如下研究：在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N₂和3 mol H₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃，在其他条件相同情况下，实验测得反应均进行到5 min时，NH₃的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A．a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为：b>a>c

B．达到平衡时，a、b、c中N₂转化率为a>b>c

C．5min时，a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。

D．将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压

（3）已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)： △H=+180.5kJ/mol

4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g)；△H=﹣905 kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)； △H=﹣483.6 kJ/mol

则在该条件下，氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为：____________________________；

（4）金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应，但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液，写出该反应的离子方程式：_________________________________________；

（5）取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu₂S完全反应，已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO₂，另外还有CuSO₄和Cu(NO₃)₂生成，则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L^﹣¹。

高三化学填空题极难题

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试题答案

试题解析

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合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产，重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。
（1）在某温度下体积为200 L的氨合成塔中，以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L^﹣¹)如下表：

0 min

l min

2 min

3 min

4 min

N₂

1.500

1.400

1.200

c₁

c₁

H₂

4.500

4.200

3.600

c₂

c₂

NH₃

0

0.200

0.600

c₃

c₃

根据表中数据得知0 min～2 min内N₂的平均反应速率是_______，若3 min末N₂的转化率为a，则此时H₂的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。
（2）今对合成氨反应进行如下研究：在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N₂和3 mol H₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃，在其他条件相同情况下，实验测得反应均进行到5 min时，NH₃的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。
A．a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为：b>a>c
B．达到平衡时，a、b、c中N₂转化率为a>b>c
C．5min时，a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。
D．将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压
（3）已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)： △H=+180.5kJ/mol
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g)；△H=﹣905 kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)； △H=﹣483.6 kJ/mol
则在该条件下，氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为：____________________________；
（4）金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应，但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液，写出该反应的离子方程式：_________________________________________；
（5）取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu₂S完全反应，已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO₂，另外还有CuSO₄和Cu(NO₃)₂生成，则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L^﹣¹。

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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：

时间（h）浓度（mol/L） 1 2 3 4

N₂ 1.500 1.400 1.200 C₁ C₁

H₂ 4.500 4.200 3.600 C₂ C₂

NH₃ 0.200 0.600 C₃ C₃

根据表中数据计算0～2小时内N₂的平均反应速率________mol•L^-1•h^-1
若起始时与平衡时的压强之比为a，则N₂的转化率为________（用含a的代数式表示）
（2）希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法（Science，2，Oct.1998，p98），在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式________
（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）：
4NH₃+5O₂⇌4NO+6H₂O K₁=1×10⁵³（900℃）
4NH₃+3O₂⇌2N₂+6H₂O K₂=1×10⁶⁷（900℃）温度较低时以生成________为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因________．吸收塔中需要补充空气的原因________．
（4）尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%．其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成CO₂和N₂请写出有关反应化学方程式________，________．

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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：

时间（h）浓度（mol/L） 1 2 3 4

N₂ 1.500 1.400 1.200 C₁ C₁

H₂ 4.500 4.200 3.600 C₂ C₂

NH₃ 0.200 0.600 C₃ C₃

根据表中数据计算0～2小时内N₂的平均反应速率________mol•L^-1•h^-1
若起始时与平衡时的压强之比为a，则N₂的转化率为________（用含a的代数式表示）
（2）希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法（Science，2，Oct.1998，p98），在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式________
（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）：
4NH₃+5O₂⇌4NO+6H₂O K₁=1×10⁵³（900℃）
4NH₃+3O₂⇌2N₂+6H₂O K₂=1×10⁶⁷（900℃）温度较低时以生成________为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因________．吸收塔中需要补充空气的原因________．
（4）尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%．其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成CO₂和N₂请写出有关反应化学方程式________，________．

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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：

时间（h）浓度（mol/L） 1 2 3 4

N₂ 1.500 1.400 1.200 C₁ C₁

H₂ 4.500 4.200 3.600 C₂ C₂

NH₃ 0.200 0.600 C₃ C₃

根据表中数据计算0～2小时内N₂的平均反应速率________mol•L^-1•h^-1
若起始时与平衡时的压强之比为a，则N₂的转化率为________（用含a的代数式表示）
（2）希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法（Science，2，Oct.1998，p98），在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式________
（3）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）：
4NH₃+5O₂⇌4NO+6H₂O K₁=1×10⁵³（900℃）
4NH₃+3O₂⇌2N₂+6H₂O K₂=1×10⁶⁷（900℃）温度较低时以生成________为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因________．吸收塔中需要补充空气的原因________．
（4）尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%．其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成CO₂和N₂请写出有关反应化学方程式________，________．

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（16分）氨、硝酸、硝酸铵、硝酸铜是重要的化工产品。工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
请回答下列问题：
（1）吸收塔中通入空气的作用是　　　　　　　　　　。
下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是　　　　　　。
A．浓硫酸　　　　 B．氯化钙　　　 C．生石灰　　　 D．硝酸亚铁
（2）制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素[CO(NH2)2]作为吸收剂，其主要的反应为：NO、NO2混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO(NH2)2]反应生成CO2 和N2，请写出反应的化学方程式　　　　、　　　　　。
（3）在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：
4NH3 + 5O24NO + 6H2O 4NH3 + 3O22N2+ 6H2O
在不同温度时生成产物如图一所示。在氧化炉里，反应温度通常控制在800℃~900℃的理由是　　　。
　　　　　　
（4）如图二所示装置可用于电解NO制备 NH4NO3，电解总反应方程式为　　　　　　，需补充氨气的理由是　　　　　　　　　　　　。
（5）工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体（化学式为Cu(NO3)2·3H2O，摩尔质量为242g/mol）。已知：25℃、1.01×105 Pa时，在密闭容器发生反应：2NO2N2O4，达到平衡时，c(NO2)=0.0400 mol/L，c(N2O4)=0.0100 mol/L。
现用一定量的Cu与足量的浓高纯度硝酸反应，制得5.00 L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体（25℃、1.01×105 Pa），理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为________ g。

高三化学填空题极难题查看答案及解析
氨、硝酸、硝酸铵、硝酸铜是重要的化工产品．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图1：请回答下列问题
（1）吸收塔中通入空气的作用是　　　　　　．
下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是　　　　　　．
A．浓硫酸　　 B．氯化钙　　 C．生石灰　 D．硝酸亚铁
（2）制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素[CO（NH2）2]作为吸收剂，其主要的反应为：NO、NO2混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO（NH2）2]反应生成CO2和N2，请写出反应的化学方程式　　　　、　　　　．
（3）在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：4NH3+5O2⇌4NO+6H2O　　 4NH3+302⇌2N2+6H2O 在不同温度时生成产物如图一所示．在氧化炉里，反应温度通常控制在800℃～900℃的理由是　　　　　　　．
（4）如图二所示装置可用于电解NO制备 NH4NO3，电解总反应方程式为　　　　　　　　　　，需补充氨气的理由是　　　　　　．
（5）工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体（化学式为Cu（NO3）2•3H2O，摩尔质量为242g/mol）．已知：25℃、1.01×105Pa时，在密闭容器发生反应：2NO2⇌N2O4，达到平衡时，c（NO2）=0.0400mol/L，c（N2O4）=0.0100mol/L．
现用一定量的Cu与足量的浓高纯度硝酸反应，制得5.00L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体（25℃、1.01×105Pa），理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为　　　　　　　　 g．

高三化学实验题极难题查看答案及解析
硝酸是一种重要的化工原料。以和为原料合成氨气。取一定量的和置于密闭容器中进行反应。已知化学平衡常数K与温度的关系如表：

200

300

400

K

(1)写出该反应的平衡常数表达式______。
(2)K1和比较：______填写“”、“”或“”
(3)在时该反应进行一段时间后，测定、和的物质的量分别为2mol、1mol和2mol，则此时反应速率______。填写“”、“”、“”或“不能确定”

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
草酸（H2C2O4）在化工生产中有重要应用。为探究草酸的制取和草酸的性质，进行如下实验。实验Ⅰ：实验室用硝酸氧化淀粉水解液法制备草酸，装置如下图所示
①一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中
②控制反应温度55－60℃，边搅拌边缓慢滴加一定量的混合酸（65％的HNO3与98％的H2SO4的质量比2︰1.25）
③充分反应，冷却，抽滤后再重结晶得到草酸晶体
④硝酸氧化淀粉水解液的反应为：C6H12O6＋12HNO33H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O
（1）上图实验装置中仪器乙的名称为：______________________________。
（2）常温下，0.1mol/L 10mL的草酸和0.1mol/L 10mL的氢氧化钠充分反应后溶液呈酸性,反应后溶液中各离子浓度大小关系为：____________________________。
实验Ⅱ：探究草酸的不稳定性
甲组同学查阅资料得知：草酸晶体（H2C2O4·2H2O）100℃开始失水,100.5℃左右分解产生H2O、CO和CO2试用下图中提供的仪器和试剂，设计一个实验，证明草酸晶体分解得到的混合气体中含有H2O、CO和CO2（加热装置和导管等在图中略去，部分装置可以重复使用）。
请回答下列问题：
（3）仪器装置连接顺序为：C→_______→F→_______→_______→D→A→F。　　
（4）若实验结束后测得A管质量减轻4.8g，则需分解草酸晶体的质量为__________g。
（5）乙组同学查阅资料发现：草酸酸性比碳酸强，在受热分解过程中有少量升华；草酸钙和草酸氢钙均是白色不溶物。通过进一步研究认为，草酸蒸汽与石灰水反应生成草酸钙白色沉淀，对实验有干扰，因此提出需要在检验CO2装置之前增加一个装有_________的洗气装置。（填写字母编号）。
A．水　　　　　　 B．氢氧化钠溶液　　　　 C．碳酸钠溶液　　　 D．饱和碳酸氢钠溶液
实验Ⅲ：探究草酸与酸性高锰酸钾的反应
（6）学习小组的同学发现，当向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时，溶液褪色总是先慢后快。为探究其原因，同学们做了如下对比实验；
写出高锰酸钾在酸性条件下氧化草酸的离子反应方程式：__________________________________。
由此你认为溶液褪色总是先慢后快的原因是___________________________________。

高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如图17所示：
请回答下列问题：
I.合成氨
(1)已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体(按理论计量比混合）与从装置①出来的混合气体压强之比为5: 4，则氮气的转化率为________________________。
II.氨的接触氧化原理
已知1 ：在900⁰C时，装置②中反应有：
除了上列反应外，氨和一氧化氮相互作用：
；,还可能发生氨、一氧化氮的分解。
已知2:铂一铭合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程，如图18所示：由于铂对NO和水分子的吸附力较小，有利于氮与氧原子结合,使得NO和水分子在铂表面脱附,进入气相中。请回答第(2) (3)小题：
（2）完成热化学方程式：；=________________。
（3）若没有使用钼一铑合金催化剂,氨氧化结果将主要生成________。说明催化剂对反应有________
（4）温度对一氧化氮产率的影响（图19)
当温度大于900¾时，NO的产率下降的原因________________________(选填序号）。
A.促进了一氧化氮的分解 B.促进了氨的分解
C.使氨和一氧化氮的反应平衡移动，生成更多N₂

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自1913年工业合成氨投产以来，合成氨工业不断发展，氨又可以进一步制备硝酸，在工业上可进行连续生产．请回答下列问题：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/molN₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：________．
（2）某研究小组在673K、30MPa条件下，在体积为VL的密闭容器中进行反应：
N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），其n（H₂）和n（NH₃）随时间变化的关系如图所示．
下列叙述正确的是________．（填字母）
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到化学平衡状态
C．若t₃时由673K升至773K，则n（H₂）将增大
D．t₂、t₃时刻，n（N₂）不相等
（3）在一定温度和催化剂下，将6.4mol H₂和2.4molN₂混合于一个容积为4L的密闭容器中发生反应，在3min末时反应恰好达平衡，此时生成了1.6mol NH₃．计算：（写出计算过程）①3min内以H₂表示的化学反应速率；②该条件下的平衡常数？

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