Question

【題目】氨是最重要的化工產(chǎn)品之一,其生產(chǎn)方法也在逐漸改進(jìn)中，各國科學(xué)家均在為提高氨的產(chǎn)量，降低能耗做各種有益的探究; 氨在工業(yè)上有廣泛用途。

（1）合成氨用的 H2 可以 CH4 為原料制得。已知相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

則 CH4(g)與 H2O(g)反應(yīng)生成 CO(g)和 H2(g)的熱化學(xué)方程式 。

（2）近年有人將電磁場直接加在氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的容器內(nèi)，在較低的溫度和壓強(qiáng)條件下合成氨，獲得了 較好的產(chǎn)率。從化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)角度分析，電磁場對合成氨反應(yīng)的作用是 。

（3）在 425℃、A12O3 作催化劑，甲醇與氨氣反應(yīng)可以制得(CH3)2NH。(CH3)2NH 顯弱堿性，與鹽酸反應(yīng) 生成(CH3)2NH2Cl ,溶液中各離子濃度由小到大的順序為 。

（4）直接供氨式堿性燃料電池的電池反應(yīng)式 4NH3 + 3O2 = 2N2+ 6H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式為 。

（5）如下圖，采用 NH3 作還原劑，煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑，測量逸出氣體中氮氧化物含 量，從而確定煙氣脫氮率，反應(yīng)原理為：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。（注：脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率）

①對于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也 可以表示平衡常數(shù)（記作 KP），則上述反應(yīng)的 KP＝_______。

②以下說法正確的是________。

A．上述反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

B．相同條件下，改變壓強(qiáng)對脫氮率沒有影響。

C．催化劑①、②分別適合于 250℃和 450℃左右脫氮

D．曲線①、②最高點表示此時平衡轉(zhuǎn)化率最高

（6）氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。下圖 為合成塔中不同氨碳比 a [n(NH3)/n(CO2)] 和水碳比 b [n(H2O)/n(CO2)]時二氧化碳轉(zhuǎn)化率（x%）。b 宜控制在__________(填序號)范圍內(nèi)

A．0.6～0.7 B．1～1.1 C．1.5～1.6

a 宜控制在 4.0 左右，理由是___________。

（7）氨氧化法制硝酸工業(yè)中，可用尿素溶液除去尾氣中氮氧化物（NO 和 NO2）。尾氣中的 NO、NO2 與 水反應(yīng)生成亞硝酸，亞硝酸再與尿素反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體。1 mol 尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化 物（假設(shè) NO、NO2 體積比為 1:1）的質(zhì)量為 g。

Answer 1

【答案】（1）CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+194kJ·mol—1

（2）在電磁場的作用下氮氮叁鍵更容易斷裂，降低了合成反應(yīng)所需的能量，反應(yīng)容易進(jìn)行。

（3）c(Cl－)>c[(CH3)2NH2＋]>c(H+)>c(OH－)

（4）6OH-+2NH3－6e-＝N2+6H2O

（5）①Kp＝②C

（6）A（1分）氨碳比大于4.0，增大氨氣的量CO2轉(zhuǎn)化率增加不大，提高了生產(chǎn)成本；氨碳比小于

4.0，CO2的轉(zhuǎn)化率較低。（1分）（7）76（1分）

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，則根據(jù)化學(xué)鍵可知△H＝（4×413＋2×463－1076－3×436）kJ/mol＝＋194kJ/mol，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H=+194kJ·mol—1；

（2）在電磁場的作用下氮氮叁鍵更容易斷裂，降低了合成反應(yīng)所需的能量，反應(yīng)容易進(jìn)行。

（3）溶液中陽離子水解，溶液顯酸性，則溶液中各離子濃度由小到大的順序為c(Cl－)>c[(CH3)2 NH2＋]>c(H+)>c(OH－)；

（4）負(fù)極氨氣失去電子，則負(fù)極電極反應(yīng)式為6OH- + 2NH3－6e-＝N2+6H2O；

（5）①根據(jù)反應(yīng)的方程式可知平衡常數(shù)Kp＝ ；

②A．脫氨率達(dá)到最高點之后繼續(xù)升高溫度，脫氨率降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；B．反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動，B錯誤；C．兩種催化劑分別在250℃和450℃左右催化效率最高，說明此時催化劑的活性最大，C正確；D．圖象研究的是不同催化劑在不同的溫度下的活性比較，最高點為催化劑活性最大的狀態(tài)，與平衡轉(zhuǎn)化率無關(guān)，D錯誤；答案選C。

（6）氨碳比a[n（NH3）/n（CO2）]相同時，水碳比b[n（H2O）/n（CO2）]為0.6～0.7時，二氧化碳轉(zhuǎn)化率最大，答案選A；氨碳比a[n（NH3）/n（CO2）]大于4.0時，增大氨氣的物質(zhì)的量，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增加不大，增加了生產(chǎn)成本；氨碳比a[n（NH3）/n（CO2）]小于4.0時，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率較��；

（7）由題目信息可知，NO、NO2二者混合物與水反應(yīng)生成亞硝酸，反應(yīng)方程式為NO+NO2+H2O=2HNO2；亞硝酸再與尿素反應(yīng)生成CO2和N2，反應(yīng)方程式為CO （NH2）2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O，則

NO+NO2 ～2HNO2 ～CO（NH2）2

（30+46）g 1mol

1mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設(shè)NO、NO2體積比為1：1）的質(zhì)量為76g。