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氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol1

②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol1

③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol1

則a為                。

(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 在合成塔中進(jìn)行。下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線(xiàn)為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。

①曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:

A. 0.6~0.7       B. 1~1.1        C. 1.5~1.61

生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為      (選填序號(hào))。

②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是    

(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:

NO+NO2+H2O=2HNO2      2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。

①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)=       (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。

②下圖是尿素含量對(duì)脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為            %。

(4)下圖表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請(qǐng)寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式              。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為        。

 

 

【答案】

20.(14分)

(1)+72.49(2分)

(2)①A (2分)

②氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本(2分)

(3)①1∶1(2分)    ②5(±0.2)%  (2分)

(4)N2+6e+8H+=2NH4+(2分)    NH4Cl(2分)

【解析】

試題分析:

(1)根據(jù)蓋斯定律,方程式③=②+①,反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算,求得a為72.49;

(2)①水碳比的數(shù)值在 0.6~0.7 范圍進(jìn)轉(zhuǎn)化率提升更快,所以選A;

②由圖像分析可以看出,氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本,不符合經(jīng)濟(jì)效益。

(3)①煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1,假設(shè)NO為5mol,那么NO2為1 mo,根據(jù)NO+NO2+H2O=2HNO2  這個(gè)反應(yīng),只有兩者物質(zhì)的量相同時(shí)才能完全被吸收,這時(shí)需要O2,根據(jù)2NO+ O2=2NO2,可知應(yīng)該有2molNO參加反應(yīng)生成2mol NO2,這個(gè)過(guò)程需要O21 mol,而空氣中氧氣的體積含量大約為20%,要提供O21 mol需要空氣物質(zhì)的量為5mol,所以V(NO)∶V(空氣)=1∶1

②由圖像可以看出當(dāng)尿素濃度在5左右時(shí)轉(zhuǎn)化率已經(jīng)比較高了,如果濃度再增大時(shí)轉(zhuǎn)化率提高不明顯,所以答案填5(±0.2)%都算正確。

(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,由于N2、H2為電極反應(yīng)物,正極反應(yīng)元素化合價(jià)應(yīng)該降低,得到電子,首先確定N2參與正極反應(yīng),再根據(jù)電解質(zhì)溶液情況產(chǎn)物應(yīng)該為NH4+,從電子守恒和電荷守恒及原子個(gè)數(shù)守恒三個(gè)角度可以確定其電極反應(yīng)式為N2+6e+8H+=2NH4+, 由于電池工作中有NH4Cl生成,所以生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)為NH4Cl。

考點(diǎn):本題綜合考查蓋斯定律,化學(xué)計(jì)算和電化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)等內(nèi)容

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2013?江蘇二模)氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn).
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);△H=-159.47kJ?mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH22(s)+H2O(g);△H=a kJ?mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(g);△H=-86.98kJ?mol-1
則a為
+72.49
+72.49

(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g) 在合成塔中進(jìn)行.圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線(xiàn)為合成塔中按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況.

①曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:A.0.6~0.7       B.1~1.1        C.1.5~1.61
生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為
A
A
(選填序號(hào)).
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是
氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本
氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本

(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2      2HNO2+CO(NH22=2N2↑+CO2↑+3H2O.
①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳.若煙氣中V(NO):V(NO2)=5:1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣):V(NO)=
1:1
1:1
(空氣中氧氣的體積含量大約為20%).
②圖2是尿素含量對(duì)脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為
5
5
%.
(4)圖3表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池.請(qǐng)寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
.生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為
NH4Cl
NH4Cl
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻锝夊箣閿濆憛鎾绘煕閵堝懎顏柡灞剧洴楠炴﹢鎳犻澶嬓滈梻浣规偠閸斿秶鎹㈤崘顔嘉﹂柛鏇ㄥ灠閸愨偓濡炪倖鍔﹀鈧紒顔煎缁辨挻鎷呴幓鎺嶅濠电姰鍨煎▔娑㈩敄閸曨厽宕查柛鈩冪⊕閻撳繘鏌涢锝囩畺闁革絾妞介弻娑㈡晲閸涱喛纭€缂備浇椴哥敮锟犲箖閳哄懏顥堟繛鎴炲笚閻庝即姊绘担鍛婃儓闁活剙銈稿畷浼村冀椤撶姴绁﹂梺纭呮彧缁犳垹绮诲☉銏♀拻闁割偆鍠撻埊鏇熴亜閺傚灝顏慨濠勭帛閹峰懘宕ㄦ繝鍌涙畼濠电儑绲藉ú锕€顪冩禒瀣櫜闁绘劖娼欑欢鐐烘煙闁箑鍔﹂柨鏇炲€归悡鏇㈡煛閸ャ儱濡奸柣蹇曞У娣囧﹪顢曢敐蹇氣偓鍧楁煛鐏炲墽娲撮柍銉畵楠炲鈹戦崶鈺€澹曠紓鍌氬€风粈渚€顢栭崨顖涘床闁圭増婢橀悡姗€鏌熸潏楣冩闁稿﹦鍏橀弻銈囧枈閸楃偛顫梺鍛婃煥閹诧紕鎹㈠☉姘e亾濞戞瑡缂氶柣顓滃€曢湁婵犲﹤绨肩花缁樸亜閺囶亞绋荤紒缁樼箓椤繈顢橀悢鍓蹭户闂傚倷鑳剁划顖涚仚闁诲繐绻戦悷鈺佺暦閹扮増鍊烽柣鎴炃氶幏娲煟鎼粹剝璐″┑顔炬暬婵℃挳宕橀埡鈧换鍡涙煟閹邦厽缍戞繛鎼枟椤ㄣ儵鎮欏顔煎壉濡炪倧濡囨晶妤呭箚閺冨牊鏅查柛銉╊棑鎼村﹪姊婚崒娆掑厡缂侇噮鍨跺畷婵嬫晝閸屾氨顦┑鐐叉閹稿摜绮堟径鎰厪闁割偅绻冮ˉ鎾趁瑰⿰鍕煁闁靛洤瀚伴獮妯兼崉閻╂帇鍨介弻娑樜熼搹瑙勬喖濡炪們鍔婇崕鐢稿箖濞嗘挸绠甸柟鐑樻尰椤斿嫰姊洪崜褏甯涢柣妤冨█瀵鈽夊Ο閿嬵潔闂佸憡顨堥崑鐐烘倶閸喓绠鹃悗鐢登归宀勬煕濞嗗繐鏆欐い顐㈢箻閹煎綊宕烽鐙呯床婵犳鍠楅〃鍛涘▎鎾村仼闁割偅娲橀埛鎴犵磽娴g櫢渚涙繛鍫熸閺屻劑寮撮妸銈夊仐闂佺粯渚楅崰娑氱不濞戞ǚ妲堟繛鍡樺灥婵悂鏌f惔锛勭暛闁稿骸宕灋鐎光偓閸曨偆顔嗗┑鐐叉▕娴滄繈鍩涢幋锔界厱婵炴垶锕崝鐔虹磼閻樿櫕宕岄柟顔筋殔椤繈鎮℃惔锛勭潉闂備浇妗ㄧ粈浣虹矓閻熼偊鍤曟い鏇楀亾鐎规洘甯掗オ浼村椽閸愵亜绨ラ梻鍌氬€风粈渚€骞栭銈嗗仏妞ゆ劧绠戠壕鍧楁煙閹澘袚闁稿鏅滅换娑橆啅椤旇崵鍑归梺缁樻尰缁嬫垿婀侀梺鎸庣箓閹冲繘骞夐幖浣告瀬闁割偅鎯婇弮鍫熷亹闂傚牊绋愮划璺衡攽閻愬弶鈻曢柛娆忓暣婵″瓨绗熼埀顒€顕f禒瀣垫晣闁绘劙娼ч獮鎰版⒒娴e憡鍟為柛鏃€鍨垮畷婵嗩吋婢跺鈧爼鏌涢鐘插姕闁稿﹦鏁婚幃宄扳枎韫囨搩浠剧紓浣插亾闁告劏鏂傛禍婊堟煏婵炲灝鍔甸棅顒夊墯椤ㄣ儵鎮欑拠褑鍚悗娈垮枙缁瑩銆佸鈧幃娆撴濞戞ḿ顔囬梻鍌氬€风粈渚€骞夐敓鐘茬闁硅揪绠戠粈澶愬箹濞n剙濡肩痪鎯х秺閺屻劑鎮ら崒娑橆伓

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

2005年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位在綠色化學(xué)領(lǐng)域有突出成就的科學(xué)家,綠色化學(xué)核心是實(shí)現(xiàn)零排放,而加成反應(yīng)和化合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了零排放.重氮甲烷在有機(jī)合成中有重要應(yīng)用,可以用來(lái)合成甲醚、羧酸、酯類(lèi)等重要有機(jī)產(chǎn)物.重氮甲烷的分子結(jié)構(gòu)可以表示為  CH2-N≡N,在其分子中,碳原子和氮原子之間的共用電子對(duì)是由氮原子一方提供的.
(1)重氮甲烷的電子式為

(2)重氮甲烷在受熱或光照時(shí)容易分解放出氮?dú)�,同時(shí)生成一個(gè)極活潑的缺電子基團(tuán)亞甲基或稱(chēng)為碳烯(:CH2).碳烯是一個(gè)反應(yīng)中間產(chǎn)物,只能在反應(yīng)中短暫存在,大約只能存在一秒鐘.碳烯的電子式是

(3)碳烯很容易與烯烴、炔烴發(fā)生加成反應(yīng),生成三元環(huán)狀化合物.碳烯與丙烯發(fā)生加成反應(yīng)后所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

(4)碳烯還可以插入到C-H鍵,C-C鍵之間,使碳鏈加長(zhǎng),當(dāng)它插入丙烷分子中C-H鍵之間,碳鏈增長(zhǎng)后的化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CH(CH32
CH3CH(CH32

(5)請(qǐng)分別寫(xiě)出碳烯與2-丁烯、苯反應(yīng)的化學(xué)方程式(有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示):
+CH3CH=CHCH3
+CH3CH=CHCH3
;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2013?河西區(qū)一模)肼(N2H4)和氨是氮的兩種常見(jiàn)化合物,在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用.請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題:
(1)N2H4中N原子核外最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu).寫(xiě)出N2H4的結(jié)構(gòu)式:

(2)實(shí)驗(yàn)室用兩種固體制取NH3的反應(yīng)化學(xué)方程式為
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2H2O+2NH3
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2H2O+2NH3

(3)NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O
2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O

(4)肼一空氣燃料電池是一種堿性環(huán)保電池,該電池放電時(shí),負(fù)極的反應(yīng)式為
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O

(5)工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH22]反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(l),該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如下:
T/℃ 165 175 185 195
K 111.9 74.1 50.6 34.8
①焓變△H
0(填“>”、“<”或“=”).
②在一定溫度和壓強(qiáng)下,若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比(氨碳比)
n(NH3)
n(CO2)
=x
,如圖是氨碳比(x)與CO2平衡轉(zhuǎn)化率(α)的關(guān)系.α隨著x增大而增大的原因是
c(NH3)增大,平衡正向移動(dòng)
c(NH3)增大,平衡正向移動(dòng)
.圖中A點(diǎn)處,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為
42%
42%

(6)在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料,發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),測(cè)得甲容器中H2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%.
n(N2 n(H2 n(NH3
1mol 3mol 0mol
0.5mol 1.5mol 1mol
0mol 0mol 4mol
①判斷乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向是
逆向
逆向
(填“正向或“逆向”)移動(dòng).
②達(dá)平衡時(shí),甲、乙、丙三容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)?!--BA-->
甲=乙=丙
甲=乙=丙
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻锝夊箣閿濆憛鎾绘煕閵堝懎顏柡灞剧洴楠炴﹢鎳犻澶嬓滈梻浣规偠閸斿秶鎹㈤崘顔嘉﹂柛鏇ㄥ灠閸愨偓濡炪倖鍔﹀鈧紒顔煎缁辨挻鎷呴幓鎺嶅濠电姰鍨煎▔娑㈩敄閸曨厽宕查柛鈩冪⊕閻撳繘鏌涢锝囩畺闁革絾妞介弻娑㈡晲閸涱喛纭€缂備浇椴哥敮锟犲箖閳哄懏顥堟繛鎴炲笚閻庝即姊绘担鍛婃儓闁活剙銈稿畷浼村冀椤撶姴绁﹂梺纭呮彧缁犳垹绮诲☉銏♀拻闁割偆鍠撻埊鏇熴亜閺傚灝顏慨濠勭帛閹峰懘宕ㄦ繝鍌涙畼濠电儑绲藉ú锕€顪冩禒瀣櫜闁绘劖娼欑欢鐐烘煙闁箑鍔﹂柨鏇炲€归悡鏇㈡煛閸ャ儱濡奸柣蹇曞У娣囧﹪顢曢敐蹇氣偓鍧楁煛鐏炲墽娲撮柍銉畵楠炲鈹戦崶鈺€澹曠紓鍌氬€风粈渚€顢栭崨顖涘床闁圭増婢橀悡姗€鏌熸潏楣冩闁稿﹦鍏橀弻銈囧枈閸楃偛顫梺鍛婃煥閹诧紕鎹㈠☉姘e亾濞戞瑡缂氶柣顓滃€曢湁婵犲﹤绨肩花缁樸亜閺囶亞绋荤紒缁樼箓椤繈顢橀悢鍓蹭户闂傚倷鑳剁划顖涚仚闁诲繐绻戦悷鈺佺暦閹扮増鍊烽柣鎴炃氶幏娲煟鎼粹剝璐″┑顔炬暬婵℃挳宕橀埡鈧换鍡涙煟閹邦厽缍戞繛鎼枟椤ㄣ儵鎮欏顔煎壉濡炪倧濡囨晶妤呭箚閺冨牊鏅查柛銉╊棑鎼村﹪姊婚崒娆掑厡缂侇噮鍨跺畷婵嬫晝閸屾氨顦┑鐐叉閹稿摜绮堟径鎰厪闁割偅绻冮ˉ鎾趁瑰⿰鍕煁闁靛洤瀚伴獮妯兼崉閻╂帇鍨介弻娑樜熼搹瑙勬喖濡炪們鍔婇崕鐢稿箖濞嗘挸绠甸柟鐑樻尰椤斿嫰姊洪崜褏甯涢柣妤冨█瀵鈽夊Ο閿嬵潔闂佸憡顨堥崑鐐烘倶閸喓绠鹃悗鐢登归宀勬煕濞嗗繐鏆欐い顐㈢箻閹煎綊宕烽鐙呯床婵犳鍠楅〃鍛涘▎鎾村仼闁割偅娲橀埛鎴犵磽娴g櫢渚涙繛鍫熸閺屻劑寮撮妸銈夊仐闂佺粯渚楅崰娑氱不濞戞ǚ妲堟繛鍡樺灥婵悂鏌f惔锛勭暛闁稿骸宕灋鐎光偓閸曨偆顔嗗┑鐐叉▕娴滄繈鍩涢幋锔界厱婵炴垶锕崝鐔虹磼閻樿櫕宕岄柟顔筋殔椤繈鎮℃惔锛勭潉闂備浇妗ㄧ粈浣虹矓閻熼偊鍤曟い鏇楀亾鐎规洘甯掗オ浼村椽閸愵亜绨ラ梻鍌氬€风粈渚€骞栭銈嗗仏妞ゆ劧绠戠壕鍧楁煙閹澘袚闁稿鏅滅换娑橆啅椤旇崵鍑归梺缁樻尰缁嬫垿婀侀梺鎸庣箓閹冲繘骞夐幖浣告瀬闁割偅鎯婇弮鍫熷亹闂傚牊绋愮划璺衡攽閻愬弶鈻曢柛娆忓暣婵″瓨绗熼埀顒€顕f禒瀣垫晣闁绘劙娼ч獮鎰版⒒娴e憡鍟為柛鏃€鍨垮畷婵嗩吋婢跺鈧爼鏌涢鐘插姕闁稿﹦鏁婚幃宄扳枎韫囨搩浠剧紓浣插亾闁告劏鏂傛禍婊堟煏婵炲灝鍔甸棅顒夊墯椤ㄣ儵鎮欑拠褑鍚悗娈垮枙缁瑩銆佸鈧幃娆撴濞戞ḿ顔囬梻鍌氬€风粈渚€骞夐敓鐘茬闁硅揪绠戠粈澶愬箹濞n剙濡肩痪鎯х秺閺屻劑鎮ら崒娑橆伓

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氮、磷、硫的化合物種類(lèi)繁多,應(yīng)用廣泛.
(1)工業(yè)中可用POF3合成殺蟲(chóng)農(nóng)藥,組成該物質(zhì)的三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是
 

(2)普魯士藍(lán)的化學(xué)式是KFe[Fe(CN)6],該物質(zhì)中含有的Fe2+的核外電子排布式為
 
,存在的化學(xué)鍵有離子鍵、
 
 

(3)KCN可被H2O2氧化為KOCN
①KOCN可作為制藥原料,其晶體類(lèi)型是
 
;碳原子采取sp雜化,1mol該物質(zhì)中含有的π鍵數(shù)目為
 

②H2O2常溫下是液體,沸點(diǎn)較高(150℃),其主要原因是
 
精英家教網(wǎng)
(4)SO3和O3的混合氣體經(jīng)光解作用,可生成一種結(jié)構(gòu)如圖所示的物質(zhì),該物質(zhì)中S原子的軌道雜化方式是
 
,該分子屬于
 
分子 (填“極性”、“非極性”).
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