【題目】氨主要用于生產(chǎn)化肥和硝酸。十三五期間,預計我國合成氨產(chǎn)量將保持穩(wěn)中略增。

(1)目前工業(yè)上用氮氣和氫氣合成氨的生產(chǎn)條件為________________________。

(2)如圖是不同溫度和不同壓強下,反應(yīng)達到平衡后,混合物中NH3含量(體積%)的變化情況。已知初始時n(N2)n(H2)=13。判斷p1、p2的大小關(guān)系,并簡述理由。 _____________________

(3)實驗室在2L密閉容器中加入1mol氮氣和3mol氫氣模擬工業(yè)合成氨。若反應(yīng)2min,氣體的總物質(zhì)的量減少了0.8mol,則2min內(nèi)氨氣的生成速率為____________

(4)常見氮肥有氨水、氯化銨、硫酸銨、尿素等。常溫下,c(NH4+)相等的氨水、氯化銨、硫酸銨三種溶液,氨水、氯化銨、硫酸銨的濃度從大到小的關(guān)系為__________________。

(5)草木灰主要含有碳酸鉀,解釋草木灰不宜與銨態(tài)氮肥混合使用的原因__________。

【答案】催化劑:鐵觸媒,溫度:400℃~500℃,壓強:30MPa50MPa p2>p1,在合成氨的反應(yīng)中,其他條件不變,壓強越大NH3的含量越高 0.2mol/(L·min 氨水>氯化銨>硫酸銨 銨根離子和碳酸根離子相互促進水解,會降低N元素的利用率,因此兩者不能混合使用。

【解析】

(1)合成氨為氣體體積縮小的放熱反應(yīng),需要在高溫、高壓、催化劑條件下進行;

(2)根據(jù)圖象可知,壓強相同時,升高溫度后氨氣的含量減小,據(jù)此判斷合成氨的反應(yīng)熱;溫度相同時,壓強越大平衡向著正向移動,氨氣的含量越大,據(jù)此判斷壓強大;

(3)用差量方法計算反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣的物質(zhì)的量,然后根據(jù)速率定義式計算v(NH3);

(4)氨水中是一水合氨為弱堿,其電離程度較小,其它兩種物質(zhì)都是銨鹽,銨根離子的水解程度較小,則三種溶液濃度相同時,氨水中銨根離子濃度最小,據(jù)此可判斷c(NH4+)相同時三種溶液的濃度大小。

(5)草木灰的水溶液呈堿性,而硝酸銨能夠和堿性物質(zhì)反應(yīng)生成氣體,所以不能混合使用.

(1)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),由于N2分子中N≡N三鍵的鍵能很大,所以反應(yīng)要在高溫下進行,但溫度太高,化學平衡逆向移動,對氨的合成不利,鑒于在400℃~500℃時催化劑鐵觸媒的催化活性最大,所以一般采用溫度:400℃~500℃,用鐵觸媒作催化劑,最增大壓強既可以提高反應(yīng)速率,同時又可以提高氨氣的平衡含量,一般采用較高的壓強,考慮到產(chǎn)生動力需消耗較高的能量,同時對設(shè)備采用提出的較高的要求,一般是采用壓強:30MPa50MPa;

(2)合成氨為氣體體積縮小的反應(yīng),壓強越大氨氣的含量越高,根據(jù)圖象可知,溫度相同時p2條件下氨氣的含量較高,則pl、p2壓強的大小關(guān)系為p2>pl;

(3)根據(jù)方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知:每反應(yīng)消耗4體積的氣體,會產(chǎn)生2體積的NH3,由反應(yīng)前到反應(yīng)后,氣體體積減小2體積,根據(jù)n=可知氣體的體積比等于氣體的物質(zhì)的量的比,所以在2L密閉容器中加入1mol氮氣和3mol氫氣模擬工業(yè)合成氨。若反應(yīng)2min,氣體的總物質(zhì)的量減少了0.8mol,則反應(yīng)產(chǎn)生NH3的物質(zhì)的量是0.8mol,則2min內(nèi)氨氣的生成速率v(NH3)==0.2 mol/(L·min)。

(4)氨水中的一水合氨是弱電解質(zhì),其電離程度較;NH4Cl(NH4)2SO4都是銨鹽,銨根離子的水解程度較小,根據(jù)鹽中含有的NH4+的數(shù)目關(guān)系,則四種溶液濃度相同時,氨水中 c(NH4+)最小,(NH4)2SO4的最大,則c(NH4+)相等的氨水、氯化銨、硫酸銨三種溶液,氨水、氯化銨、硫酸銨的濃度從大到小的關(guān)系為氨水>氯化銨>硫酸銨;

(5)草木灰主要含有碳酸鉀,該鹽是強堿弱酸鹽,CO32-水解,使溶液顯堿性;銨態(tài)氮肥屬于強酸弱堿鹽,NH4+水解產(chǎn)生NH3·H2O,使溶液顯酸性,若將兩種鹽溶液混合,由于碳酸根和銨根在一定條件發(fā)生雙水解,生成二氧化碳和氨氣,降低氮的含量,使肥效降低,所以草木灰不宜與銨態(tài)氮肥混合使用。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )

A.7.8 gNa2SNa2O2的混合物中含有陰、陽離子總數(shù)為0.3NA

B.常溫常壓下,22.4 LCO2 中含有NACO2 分子

C.1.0 L 1.0mol·L-1NaClO水溶液中含有的氧原子數(shù)為NA

D.常溫常壓下,18 g 羥基(-17OH)中所含的中子數(shù)為8NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某同學用鄰苯二甲酸氫鉀溶液來滴定NaOH溶液有下列操作:

①向溶液中加入1~2滴指示劑

②取20.00 mL標準溶液放入錐形瓶中

③用NaOH溶液滴定至終點(終點時溶液的pH約為9.1)

④重復以上操作

⑤用天平精確稱取一定量的鄰苯二甲酸氫鉀固體配成250 mL標準溶液(測得pH約為4.2)

⑥根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算NaOH的物質(zhì)的量濃度

(1)以上各步中,正確的(填序號)操作順序是________,上述②中使用的儀器除錐形瓶外,還需要使用的儀器是________,選用指示劑是________。

(2)滴定,并記錄NaOH的終讀數(shù).重復滴定幾次,數(shù)據(jù)記錄如下表:

某同學在處理數(shù)據(jù)過程中計算得到平均消耗NaOH溶液的體積為V(NaOH)=(19.98+20.00+20.80+20.02)/4mL=20.20mL,他的計算合理嗎?理由是__________。

(3)步驟②中在觀察滴定管的起始讀數(shù)時,要使滴定管的尖嘴部分充滿溶液,如果滴定管內(nèi)部有氣泡,趕走氣泡的操作__________;滴定前用蒸餾水洗凈堿式滴定管,然后加NaOH溶液進行滴定,此操作對實驗結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

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【題目】中國科學家研究出對環(huán)境污染小、便于鋁回收的海水電池,其工作原理示意圖如下:

下列說法正確的是(

A.電極Ⅰ為陰極,其反應(yīng)為:O2+4H++4e=2H2O

B.聚丙烯半透膜允許陽離子從右往左通過

C.如果電極II為活性鎂鋁合金,則負極區(qū)會逸出大量氣體

D.當負極質(zhì)量減少5.4g時,正極消耗3.36L氣體

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】實驗室用燃燒法測定某種氨基酸(CxHyOzNm)的分子組成。取Wg該種氨基酸放在純氧中充分燃燒,生成二氧化碳、水和氮氣。按下圖所示裝置進行實驗。

回答下列問題:

(1)實驗開始時,首先通入一段時間的氧氣,其理由是__________________。

(2)以上裝置中需要加熱的儀器有_______ (填寫字母),操作時應(yīng)先點燃_____處的酒精燈。

(3)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是____________________________。

(4)D裝置的作用是____________________________。

(5)讀取氮氣的體積時,應(yīng)注意_________________;②_________________。

(6)實驗中測得氮氣的體積為VmL(標準狀況),為確定此氨基酸的分子式,還需要的有關(guān)數(shù)據(jù)有____________________。

A.生成二氧化碳氣體的質(zhì)量

B.生成水的質(zhì)量

C.通人氧氣的體積

D.氨基酸的相對分子質(zhì)量

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【題目】氯化亞銅(CuCl)是一種重要的化工產(chǎn)品。它不溶于H2SO4、HNO3 和醇,微溶于水,可溶于濃鹽酸和氨水,在潮濕空氣中易水解氧化成綠色的堿式氯化銅[Cu2(OH)4-nCln],n隨著環(huán)境酸度的改變而改變。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如圖:

(1)還原過程中主要反應(yīng)的離子方程式為_______。

(2)實驗室為了加快過濾速度,往往采用抽濾的操作(如圖)。儀器A的名稱__________,有關(guān)抽濾,下列說法正確的是__________

A.抽濾完畢,應(yīng)先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡膠管,再關(guān)閉水龍頭,最后將濾液從吸濾瓶上口倒出

B.在布氏漏斗中放入濾紙后,直接用傾析法轉(zhuǎn)移溶液和沉淀,再打開水龍頭抽濾

C.在抽濾裝置中洗滌晶體時,為減少晶體溶解損失,應(yīng)使洗滌劑快速通過濾紙

D.減壓過濾不宜用于過濾膠狀或顆粒太小的沉淀

(3)操作1為馬上再洗滌,然后在真空干燥機內(nèi)于70℃干燥2h,冷卻、密封包裝。其中最合理的洗滌試劑__________

A. 濃鹽酸 B. 濃氨水 C. 無水乙醇 D. +乙醇

真空干燥的原因是___________。

(4)隨著pH減小,Cu2(OH)4-nCln中銅的質(zhì)量分數(shù)__________

A. 增大 B. 不變 C. 減小 D. 不能確定

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【題目】下列說法正確的是

A.紫外光譜儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀都可用于有機化合物結(jié)構(gòu)的分析

B.高聚物()屬于可降解材料,工業(yè)上是由單體經(jīng)過縮聚反應(yīng)合成

C.通過煤的液化可獲得煤焦油、焦炭、粗氨水等物質(zhì)

D.石油裂解的目的是為了提高輕質(zhì)油的質(zhì)量和產(chǎn)量

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】向恒溫恒容密閉容器中充入1 mol X 1 mol Y,發(fā)生反應(yīng) X(g)+2Y(g)Z(g)+W(s),下列選項不能說明反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是

A.v(X)=2v(Y)B.氣體平均密度不再發(fā)生變化

C.容器內(nèi)壓強不再變化D.X的濃度不再發(fā)生變化

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【題目】天津危險品倉庫起火引發(fā)爆炸,產(chǎn)生的CN污染可用右圖所示裝置除去含CN廢水中的CN,控制溶液pH9~10并加入食鹽,陽極產(chǎn)生的ClOCN氧化為兩種無污染的氣體,下列說法不正確的是

A.用石墨作陽極,鐵作陰極

B.陽極的電極反應(yīng)式為:Cl + 2OH2e= ClO + H2O

C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O + 2e = H2↑ + 2OH

D.除去CN的反應(yīng):2CN+ 5ClO + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl+ H2O

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