7.
含氮化合物的研发与绿色反展、经济可持续发展有着密切关联.
(1)氨是一种重要化工原料.合成氨原料气H
2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如图1所示.
则用CH
4(g)和H
20(g)反应制得H
2(g)和CO(g)的热化学方程式为:
(2)氮的氧化物有着广泛用途,又是环境的污染物.
(i)在150℃时,将0.4mol NO
2气体充入体积为2L的真空密闭容器中,发生反应:2NO
2(g)⇌N
2O
4(g).
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量,数据如下表:
时间/S | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
N(NO2)/mol | 0.4 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
N(N2O4)/mol | 0 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
①当反应在150℃达到平衡时,该反应平衡常数K=
.(填数值)
②若最初通入N
2O
4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,则N
2O
4的起始浓度
应为
.
(ii)氨氧化制HNO
3的尾气中含有NO和NO
2,且n(NO):n(NO
2)=1:1,可用尿素溶液除去,其作用原理是:NO
2和NO与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素[CO( NH
2)
2]反应生成对环境无污
染的物质.若用1mol尿素吸收该尾气,则能吸收氮氧化物
g.
(3)氨气,CO
2在一定条件下可合成尿素,其反应为:2NH
3(g)+CO
2(g)═CO( NH
2)
2(s)+H
2O(g)
图2表示合成塔中氨碳比a与CO
2转化率ω的关系.a为[n(NH
3):n(CO
2)],b为水碳比[n(H
2O):n(CO
2)].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
.