氨气是一种重要的化工产品,在生产和科研中应用广泛,氨气是工业合成氨的原料之一,工业上制取氨气有下列两种途径:
途径一、用水和天然气作原料一步反应制得
途径二,用煤和水作原料经多步反应制得.
请回答下列问题:
\(\rm{(1)}\)途径一反应的还原产物是 ______
\(\rm{(2)}\)途径二中的一步反应为:\(\rm{CO(g)+H_{2}O(g)⇌CO_{2}(g)+H_{2}(g)\triangle H < 0}\)
\(\rm{①}\)上述反应达到平衡后,为提高\(\rm{CO}\)的转化率,下列措施中正确的是 ______ \(\rm{(}\)填写序号\(\rm{)}\)
A.增大压强\(\rm{B.}\)降低温度\(\rm{C.}\)增大\(\rm{H_{2}O(g)}\)的浓度\(\rm{D.}\)使用催化剂
\(\rm{②}\)已知\(\rm{1000K}\)时,上述反应的平衡常数\(\rm{K=0.627}\),若要使\(\rm{CO}\)的转化率超过\(\rm{90\%}\),则起始无中\(\rm{c(H_{2}O)}\):\(\rm{c(CO)}\)不低于 ______ .
\(\rm{③}\)在容积为\(\rm{2L}\)的容器中发生上述反应,测得\(\rm{c(H)_{2}}\)与反应时间\(\rm{t}\)的变化曲线Ⅰ如图\(\rm{1}\)所示,若在\(\rm{t_{0}}\)时刻将容器的体积扩大至\(\rm{4L}\),请在答题卡图中绘出\(\rm{c(H_{2})}\)与反应时间变化的曲线Ⅱ
\(\rm{(3)}\)目前常用氨气处理硝酸生产的工业尾气,在\(\rm{400℃}\)左右且有催化剂存在的情况下,氨气能把\(\rm{NO(g)}\)还原成无色无毒气体,直接排入空气中,已知氢气的燃烧热为\(\rm{286kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌2NH_{3}(g)\triangle H=-92.4kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{N_{2}(g)+O_{2}(g)⇌2NO(g)\triangle H=+180kJ⋅mol^{-1}}\)
试写出氨气与\(\rm{NO(g)}\)反应生成五毒气体和液态水的热化学方程式 ______
\(\rm{(4)}\)工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素,其反应为:\(\rm{2NH_{3}(g)+CO_{2}(g)⇌CO(NH_{2})_{2}(l)+H_{2}O(g)}\)生成过程中,原料原料气常混有水蒸气,\(\rm{CO_{2}}\)的转化率与氨碳比\(\rm{ \dfrac {n(NH_{3})}{n(CO_{2})}}\)、水碳比\(\rm{ \dfrac {n(H_{2}O)}{n(CO_{2})}}\)的变化关系如图所示
\(\rm{①}\)曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最小的是 ______ .
\(\rm{②}\)若\(\rm{B}\)点氨的转化率为\(\rm{60\%}\),则\(\rm{x_{1}=}\) ______ .
\(\rm{(5)}\)某同学将\(\rm{NH3}\)和\(\rm{CO2}\)按物质的量之比\(\rm{2}\):\(\rm{1}\)通入水中,充分反应所得溶液中\(\rm{NH \;_{ 4 }^{ + }}\)、\(\rm{CO \;_{ 3 }^{ 2- }}\)、\(\rm{HCO \;_{ 3 }^{ - }}\) 三种离子浓度由大到小的顺序是 ______ \(\rm{(}\)已知:氨水、碳酸的电离平衡常数如表\(\rm{)}\)
弱电解质 | 化学式 | 电离常数\(\rm{(K)}\) |
氨水 | \(\rm{NH_{3}⋅H_{2}O}\) | \(\rm{1.79×10^{-5}}\) |
碳酸 | \(\rm{H_{2}CO_{3}}\) | \(\rm{K_{1}=4.30×10^{-7}}\) |
\(\rm{K_{2}=5.61×10^{-11}}\) |