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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷182
氮气是制备含氮化合物的重要原料,而含氮化合物的用途广泛。回答下列问题:
(1)两个常见的固氮反应为:
N2(g)+O2(g)2NO(g)…………(Ⅰ)
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)…………(Ⅱ)
①气相反应中,某物质A 的组成习惯用分压p(A)代替浓度c(A),相应的平衡常数用Kp表示。反应(Ⅰ)的平衡常数表达式Kp=_________________
②反应(Ⅱ)在不同温度下的平衡常数Kp如下表:
温度/K298473673
Kp62(KPa)-26.2×10-5(KPa)-26.0×10-8(KPa)-2

则反应(Ⅱ) 的ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)
(2)合成氨工业中原料气所含的少量CO对合成塔中的催化剂有害,可由“铜洗”工序实现对原料气精制。有关反应的化学方程式如下:
[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g) +NH3(g)[Cu(NH3)3] ]Ac·CO(aq)
ΔH=-35 kJ·mol-1,用化学平衡移动原理分析该工序生产的适宜条件为________________________
(3)氨气是工业制硝酸的主要原料。T℃时,NH3和O2可能发生如下反应:
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H= -907kJ•mol-1   
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H= -1269kJ•mol-1
其中②是副反应。若要减少副反应,提高NO的产率,最合理的措施是___________________
T℃时N2和O2反应生成NO的热化学方程式为________________________________
(4)生产和实验中常采用甲醛法测定铵盐的含氢量。反应原理如下:
4NH4++6HCHO==(CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O
实验步骤如下:
①取铵盐样品溶液a mL,加入稍过量的甲醛溶液(已除去其中的酸),静置1分钟;
②滴入1-2滴酚酞溶液,用cmol·L-1的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色且半分钟内不褪去为止,记录消耗氢氧化钠溶液的体积;
③重复以上操作2 次,三次实验平均消耗氢氧化钠溶液VmL。
则样品中的含氮量为____mg·L-1;下列铵盐不适合用甲醛法测定含氮量的是____________(填标号)。
a.NH4HCO3                  b. (NH4)2SO4               c.NH4Cl             d.CH3COONH4
2018·福建莆田·一模
知识点:热化学方程式书写及正误判断化学反应条件的控制及优化化学平衡常数的概念及表达方式酸碱中和滴定原理的应用 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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氮气是制备含氮化合物的重要原料,而含氮化合物的用途广泛。请回答下列问题:
(1)两个常见的固氮反应为:
N2(g)+ O2(g) 2NO(g)               (I)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (II)
①气相反应中,物质的组成习惯用分压表示,相应的平衡常数用Kp表示。请写出反应(I)的平衡常数表达式: Kp=___________
②反应(I)、(II)在不同温度下反应的平衡常数Kp示于下表。
反应(I)(II)
温度/K2982000298473673
Kp4.5 ×10-313.8 ×10-462 (kPa) -26.2 ×10-5 (kPa)-26.0 ×10-8 (kPa)-2

根据表中数据判断下列说法中正确的是___________ ( 填序号)。
a.反应(I)为吸热反应,而反应(II)为放热反应
b.常温下,反应(I)的反应速率很小,而反应(II) 的反应速率很大
c.升高温度,反应(I)的反应速率增大,反应(II)的反应速率减小
d.常温下,利用反应(I) 固氮和利用反应(II) 固氮的反应程度相差很大
(2)合成氨工业中原料气的主要成分是N2与H2,但其中所含的少量CO对合成塔的催化剂有害,因此需要对原料气精制,这由“铜洗”工序实现。有关反应的化学方程式如下:
[Cu(NH3)2]Ac (aq)+ CO (g) + NH3(g) [Cu(NH3)3]Ac·CO (aq) ΔH = -35 kJ/mol
请分析精炼工序生产条件的控制________。实际生产中,必须维持一定的Cu(I)/Cu(II)比例, 为什么________
(3)工业上,也可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3.通入N2的一极是阴极还是阳极________?写出阳极的电极反应方程式________
(4)氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。直接供氨碱性燃料电池如图所示。

①写出该燃料电池的负极反应方程式_____
②已知一些化学键的键能数据如下表:
化学键O-OO=ON-NN=NNNO-HN-H
键能/(kJ/mol)138498159419945465389

请计算反应4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O (g)的     ΔH________
NH3是重要的化工原料,可以制备丙烯腈、尿素、硝酸等产品。回答下列问题:
(1)合成氨反应的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)。

①该条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)        △H=______kJ•mol-1
②实际生产中的工艺条件为:铁触媒作催化剂,控温773K,压强3.0×105Pa,原料气中n(N2):n(H2)=1:2.8。原料气中N2过量的理由是N2相对易得,______且N2的吸附分解是反应的决速步。(从平衡移动角度分析)
(2)其他条件不变,改变起始氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响,实验结果如图乙所示(图中T表示温度)。则T2______T1(填“>”“<”或“=”);a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最低的是______(填字母)。

(3)以氨、丙烯、氧气为原料,可在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N),同时得到副产物丙烯醛(C3H4O),热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)        △H=-515kJ•mol-1
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)        △H=-353kJ•mol-1
已知:丙烯腈的选择性=×100%,某气体分压=总压强×该气体物质的量分数。
①一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3由大到小的顺序为________

②某温度下,向100kPa的恒压密闭容器中通入1molC3H6、1molNH3和1.5molO2,发生上述反应。平衡时测得C3H6转化率为90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol,则平衡时C3H3N的分压为______kPa(保留3位有效数字),此温度下副反应的Kp=______(计算结果保留三位有效数字)。
(4)常温常压下,以N2和H2O为原料的电化学合成氨是极具应用前途的绿色合成氨方法。实验室模拟氨的电化学合成过程如图所示,阴极的电极反应式为________

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