(10分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。
在一定条件下,若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20.0%,则:
(1)合成氨反应达到平衡的标志 ▲ 。
A.容器内气体压强保持不变
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.当υ(H2,正)=0.3mol·L-1·min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol·L-1·min-1时
D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
(2)达到平衡时,N2和H2的转化率分别为▲ 。
(3)用氨催化氧化可生产硝酸,取所生产的硝酸溶液100mL,与足量的铜反应,生成的NO2和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L,物质的量之比为2:1,求所生产硝酸的物质的量浓度?(请写出该小题的计算过程)
▲ 。
(4)某厂用NH3生产硝酸,然后再制硝酸铵,其过程如下:
其中反应②为:4NO+3O2+2H2O4HNO3,原料气为氨气和空气的混合物。
若实际生产中,反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c,则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为▲ 。
高三化学填空题简单题
(10分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。
在一定条件下,若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20.0%,则:
(1)合成氨反应达到平衡的标志 ▲ 。
A.容器内气体压强保持不变
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.当υ(H2,正)=0.3mol·L-1·min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol·L-1·min-1时
D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
(2)达到平衡时,N2和H2的转化率分别为▲ 。
(3)用氨催化氧化可生产硝酸,取所生产的硝酸溶液100mL,与足量的铜反应,生成的NO2和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L,物质的量之比为2:1,求所生产硝酸的物质的量浓度?(请写出该小题的计算过程)
▲ 。
(4)某厂用NH3生产硝酸,然后再制硝酸铵,其过程如下:
其中反应②为:4NO+3O2+2H2O4HNO3,原料气为氨气和空气的混合物。
若实际生产中,反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c,则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为▲ 。
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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,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。
在一定条件下,若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20.0%,则:
(1)合成氨反应达到平衡的标志▲ 。
A.容器内气体压强保持不变
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.当υ(H2,正)=0.3mol·L-1·min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol·L-1·min-1时
D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
(2)达到平衡时,N2和H2的转化率分别为▲ 。
(3)用氨催化氧化可生产硝酸,取所生产的硝酸溶液100mL,与足量的铜反应,生成的NO2和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L,物质的量之比为2:1,求所生产硝酸的物质的量浓度?(请写出该小题的计算过程)
▲ 。
(4)某厂用NH3生产硝酸,然后再制硝酸铵,其过程如下:
其中反应②为:4NO+3O2+2H2O4HNO3,原料气为氨气和空气的混合物。
若实际生产中,反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c,则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为▲ 。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1)化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,示意如下图:
下列说法正确的是____(选填字母)。
A.①表示N2、H2分子中均是单键
B.②→③需要吸收能量
C.该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成
(2)氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H,若N三N键、H一H键和N一H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol-l),则上述反应的△H=___kJ·mol一1。
(3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(m mol.min一1)。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是___(填写催化剂的化学式)。
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 molNH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g)N2(g)十3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=___。[己知:气体分压(p分)=气体总压(p总)x体积分数]
(4)关于合成氨工艺的理解,下列正确的是___。
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右,可用勒夏特列原理解释
B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时NH3的产量
C.合成氨工业采用10 MPa一30 MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高
D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化
(5)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数[(NH3)]。
①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(NH3)____vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。
②在250℃、1.0×104kPa下,H2的转化率为______%(计算结果保留小数点后1位)。
(6)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,随着温度上升,单位时间内NH3产率增大,但温度高于900℃后,单位时间内NH3产率逐渐下降的原因________。
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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,研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1)化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,示意如下图:
下列说法正确的是____(选填字母)。
A.①表示N2、H2分子中均是单键
B.②→③需要吸收能量
C.该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成
(2)氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H,若N三N键、H一H键和N一H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol-l),则上述反应的△H=___kJ·mol一1。
(3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(m mol.min一1)。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是___(填写催化剂的化学式)。
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 molNH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g)N2(g)十3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=___。[己知:气体分压(p分)=气体总压(p总)x体积分数]
(4)关于合成氨工艺的理解,下列正确的是___。
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右,可用勒夏特列原理解释
B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时NH3的产量
C.合成氨工业采用10 MPa一30 MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高
D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化
(5)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数[(NH3)]。
①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(NH3)____vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。
②在250℃、1.0×104kPa下,H2的转化率为______%(计算结果保留小数点后1位)。
(6)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,随着温度上升,单位时间内NH3产率增大,但温度高于900℃后,单位时间内NH3产率逐渐下降的原因________。
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氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
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德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。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=-92.4kJ·mol-1
一种利用天然气合成氨的简易流程如下:
天然气先经脱硫,然后通过两次转化,再经过二氧化碳脱除等工序,得到氮氢混合气,进入氨合成塔,制得产品氨。
(1)根据化学平衡移动原理,为提高合成氨的生产效率,选择氨合成塔中适宜的生产条件是 。
(2)CH4与水蒸气制氢气的反应为CH4(g)+ H2O (g) CO (g) +3H2(g),在2 L的密闭容器中,将物质的量各1 mol的CH4和H2O (g)混合反应,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示:
①该反应的△H 0(填﹥、﹤)。
②图中压强P1 P2(填﹥、﹤)。
③200℃时该反应的平衡常数K= (保留一位小数)。
(3)NH3经过催化氧化生成NO,以NO为原料通过电解的方法可以制备NH4NO3,其总反应是8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,试写出以惰性材料作电极的阴极反应式: ;阳极反应式: ;电解过程中需要补充一种物质才能使电解产物全部转化为NH4NO3,该物质是 。
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硝酸与合成氨工业密切相关,氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。
完成下列计算:
52.合成氨时,假设100L的氮气与氢气(体积比为1 : 3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后,体积变为90L,则氮气的转化率为 。(写出计算过程,计算结果请用百分数表示)
53.标准状况下,将500L氨气溶于1L水中形成氨水,则此氨水质量分数为 。(写出计算过程,计算结果请用百分数表示,并保留1位小数)
54.氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。此时温度很高,水以水蒸气的形式存在,NO也不与O2反应。若氨气与氧气物质的量之比为1 : 1.7时,氨的转化率可达95%,计算反应后NO的体积分数 。(设氧气在空气中的体积分数为20%,写出计算过程,计算结果请用百分数表示并保留1位小数)
55.一氧化氮继续氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水可得硝酸。为测定某18K金样品的组成,将2.832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中,充分溶解后,收集到NO2和N2O4的混合气体224 mL(折算至标准状况,下同),将该混合气体与84 mL O2混合后缓缓通入水中,恰好被完全吸收。( 已知金不溶于浓硝酸)
填写该18K金的成分表(写出计算过程,计算结果请用百分数表示并保留1位小数,若不含该金属则填0)。
18K金成分 | Au | Ag | Cu |
含量(质量分数) | 75 % | _________ | _________ |
高三化学计算题极难题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,有关合成氨的说法正确的是
A. 升温能提高氢气的转化率
B. 采用20~50 MPa能提高催化剂的效率
C. 使用催化剂能提高NH3的百分含量
D. 循环使用未反应的N2和H2能节约成本
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
硝酸是重要的化工原料,工业上用氨催化氧化法生产硝酸,反应如下:
①氧化炉:4NH3+5O2=4NO+6H2O
②吸收塔:4NO+3O2+2H2O=4HNO3
设空气中氧气的体积分数为0.20,氮气体积分数为0.80。完成下列计算:
(1)1mol NH3完全转化为NO至少需要空气______mol。工业上先将氨气和空气混合好,在氧化炉反应后直接通入吸收塔中用冷水吸收,为了确保吸收效果,第②步反应要求氧气至少过量20%,计算起始时空气与氨气的体积比至少为______
(2)硝酸工业产生的氮氧化物尾气(NO和NO2),可用烧碱吸收,反应如下:
①NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
②2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
现有含0.5mol氮氧化物的尾气,用8mol/L的NaOH溶液完全吸收,吸收后的溶液中c(OH﹣):c(NO2﹣):c(NO3﹣)=5:4:1。所用NaOH溶液的体积为______mL。若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx,则x=______
(3)工业上用硝酸与氨气反应制取硝酸铵:HNO3+NH3=NH4NO3,反应时NH3的吸收率为97%,硝酸的利用率为98%。在用氨气制取硝酸时,氨气的利用率为90%。计算生产80吨的硝酸铵共需氨气__吨?(保留1位小数)
高三化学解答题困难题查看答案及解析
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:,一种工业合成氨,进而合成尿素的简易流程图如下:
(1)步骤II中制氢气原理如下:
恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是______.
升高温度 充入He 加入催化剂 降低压强
(2)天然气中的杂质常用氨水吸收,产物为,一定条件下向溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式为______.
(3)和在高温、高压、催化剂条件下可合成,反应的化学方程式______以、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成然料电池,该电池中负极上的电极反应式是:______.
(4)已知 ,若合成尿素的流程中转化率为时,100吨甲烷为原料能够合成______吨尿素.
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析