知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．工业合成氨与制备HNO₃一般可连续生产，其流程如图：

①写出工业合成氨的化学方程式 ______ ，上述尾气中的NO一定条件下可与氨气反应转化为氮气，则该反应的化学方程式为 ______ ．
②某同学在实验室蒸馏含有Mg（NO₃）₂的稀硝酸制取浓硝酸，除导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外，还需的玻璃仪器有 ______ ．

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3．合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如图：下列说法不正确的是（　　）

A．甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素

B．反应II、III和Ⅳ的氧化剂相同

C．VI的产物可在上述流程中被再次利用

D．V中发生反应：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl

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4．氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：

（1）原料气之一氮气的工业制取方法是 ______ ，写出氨气的工业用途（任答一点） ______ ．
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式 ______ ．
在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口 ______ （答m或n）．
（3）设备C的作用 ______ ．
其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义 ______ ．（试结合平衡移动原理回答）
（4）在原料气制备过程中混有 CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的 CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过80%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于 ______ （精确到小数点后一位）．

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5．自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的固定的相关研究获得了不断的发展．
（1）分析下表数据可知：大气固氮反应属于 ______ （填“吸热”或“放热”）反应．2260℃时，向2L密闭容器中充入0.3molN₂和0.3molO₂，模拟大气固氮反应，达到平衡时，N₂的转化率是 ______ （结果保留三位有效数字）．
反应　大气固氮N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）
　温度/℃ 　27 　2260
　K 　3.84×10^-31 　1
（2）工业固氮的主要形式是：N₂　（g）+3H₂　（g）⇌2NH₃　（g）△H＜0，如图是当反应器中按n（N₂）：n（H₂）=1：3　投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线．

①曲线a对应的温度是 ______ ．
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是 ______ （填字母）．
A．图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N）
B．工业合成氨之所以加入催化剂，是因为加入催化剂有利于提高反应的活化能
C．相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c＞b＞a
③N点时c（NH₃）=0.2mol/L，N点的化学平衡常数K= ______ （结果保留两位小数）．
（3）合成氨原料气中的氢气可用天然气（主要成分为CH₄）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2mol　CO₂吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是 ______ ，该方法制得的原料气中主要杂质是CO₂，若用K₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式是 ______ ．
（4）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为 ______ ．

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6．无论从能耗，还是环境，现代工业工艺往往采用联合生产的方式．工业合成氨、硝酸、纯碱可以进行联合生产．请回答下列有关问题：
（1）工业中，从合成塔出来的混合气体成分是 ______ （填化学式），在进入分离器之前，需进入 ______ （填工业设备名称）．
（2）15mol氮气和3mol氢气在密闭容器中反应生成的氨气的物质的量 ______ （选填字母代号）．
a．小于2mol b．等于2mol c．大于2mol 小于15mol d．等于15mol
（3）氨气在工业制备硝酸生产中的作用是 ______ （用化学方程式表示）：硝酸工业生产中的尾气（NO₂、NO的混合气体）通常可用纯碱溶液吸收：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑，NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂↑；尾气吸收过程中，每吸收5mol尾气，则生成CO₂的物质的量为 ______ ；
（4）硝酸厂的尾气也可利用尿素蒸汽将氨的氧化物还原为空气的主要成分而除去，写出尿素与NO2反应的化学方程式 ______ ．

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7．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．

（1）从图1中选择制取气体的合适装置：氮气 ______ 、氢气 ______
（2）氮气和氢气通过图2甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 ______ 、 ______
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， ______ （“会”或“不会”）发生倒吸，原因是： ______ ．
（4）写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式： ______
（5）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、 ______ 、 ______ 离子．

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8．有关合成氨工业的说法中，正确的是（　　）

A．从合成塔出来的混合气体中NH₃只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低

B．由于氨易液化，N₂、H₂是循环使用，所以总体来说氨的生产率很高

C．合成氨的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

D．合成氨厂采用的压强是2～5MPa，因在该压强下铁触媒的活性最大

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9． 1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法．
（1）某温度时，N₂与H₂反应（可逆反应）过程中的能量变化如图1所示．

①写出合成氨的热化学方程式 ______ ．
②下列叙述正确的是 ______ ．
A．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
B．在密闭容器中加入28gN₂、6gH₂，充分反应放出的热量小于92kJ
C．由图可知，断开1molN≡N键与3molH-H键吸收的能量和小于形成6molN-氮氢键所放出的能量
D．反应物的总能量低于生成物的能量
（2）在一容积为4L的密闭容器中，加入0.4molN₂和1.2molH₂，在一定条件下发生反应，反应中NH₃的物质的量浓度变化情况如图2所示．据图计算从反应开始到平衡时，平均反应速率ʋ（H₂）为 ______ mol/（L•min），平衡时，c（N₂）为 ______ ．
（3）哈伯因证实N₂、H₂在固体催化剂（Fe）表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖．若用分别表示N₂、H₂、NH₃和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程可用如图表示．吸附后，能量状态最高的是 ______ （填字母序号）．

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10．如图所示是工业生产硝酸铵的流程图．

（1）写出N₂和H₂通过红热的铁纱网生成氨气的反应方程式： ______ ．
（2）B装置中Pt-Rh合金网的作用是 ______
（3）写出B中的反应方程式： ______ ．
（4）写出D中的反应方程式： ______ ．
（5）吸收塔C中通入空气的目的是 ______ ．

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反应	大气固氮N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）
温度/℃	27	2260
K	3.84×10^-31	1