氮元素及其化合物在國防科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。

（1）寫出實驗室制NH3的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　　　　???????????

（2）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的，氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出以天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　?? 　　　　　　　　。

（3）在合成氨的原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn)：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) △H＜0，反應(yīng)達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有　　　　　???????????????????????????? 　，已知1000K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%，則起始物中，c(H2O)﹕c(CO)不低于　　　　　　，

（4）在容積為2L容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g)，已知c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ

若在t0時刻將容器的體積擴大至4L，請在答題卡圖中繪出c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅱ

（5）工業(yè)上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學(xué)反應(yīng)方程式為　　　　　　　　

（6）合成尿素時，當氨碳比=4，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如右圖所示．

　①A點的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)　 B點的正反應(yīng)速率為v正(CO2)（填“＞”、“＜”或“＝”）

　②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為　　　　　　 。

 

【答案】

（1）Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O

（2） CH4＋H2OCO＋3H2 （或CH4＋2H2O CO2＋4H2）

（3）適當降低溫度或吸收除去二氧化碳?????? 13.8??

（4）

（5）

（6）①　＜? ②30%　

【解析】

試題分析：（1）在實驗室NH3是用銨鹽與堿共熱制取的，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O。（2）以天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4＋H2OCO＋3H2 （或CH4＋2H2O CO2＋4H2）（3）因為該反應(yīng)是個反應(yīng)前后氣體體積相等的放熱反應(yīng)。反應(yīng)達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可以適當降低溫度或吸收除去二氧化碳或增大水蒸汽的濃度等方法。用平衡三部曲來進行計算。假設(shè)起始物中，c(H2O)為xmol/L,在反應(yīng)過程中 CO的轉(zhuǎn)化率最小為90%，則轉(zhuǎn)化的CO的最小值為0.9xmol/L，   

 ???????????????? CO（g）+ H2O（g）? CO2（g）+?? H2（g）

???? 起始濃度(mol/L)   x     ????? y       ???? 0    ??????????? 0

變化濃度(mol/L)  0.9x  ???? 0.9x     ?? 0.9x  ??????????? 0.9x

平衡濃度(mol/L)   0.1x ???? y-0.9x     ? 0.9x  ?????????? 0.9x，

根據(jù)平衡常數(shù)列式：;解得因此只要二者的比值大于13.8，轉(zhuǎn)化率就會超過90%．（4）當容器的容積由2L變?yōu)?/span>4L時，反應(yīng)混合物個物質(zhì)的濃度都是原來的一半，濃度減小，反應(yīng)速率減慢，達到平衡所需要的時間延長。由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以減小壓強，化學(xué)平衡不發(fā)生移動。容積四原來的2倍，則達到平衡時各物質(zhì)的濃度都是原平衡的1/2.畫圖為：

（5）工業(yè)上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學(xué)反應(yīng)方程式為（6）①因為在B點時反應(yīng)達到平衡，在A點還沒有達到平衡。反應(yīng)是從正? 反應(yīng)方向開始的。在達到平衡前的任何時刻，對于任何物質(zhì)V正都大于V逆。所以A點的逆反應(yīng)速率v逆(CO2) ＜B點的正反應(yīng)速率為v正(CO2)。　②假設(shè)反應(yīng)開始時c(CO2)=1mol/L,則c(NH3)=4mol/L.當達到平衡時由于CO2的轉(zhuǎn)化率為60%.轉(zhuǎn)化濃度為: 1mol/L×60%=0.6mol/L.根據(jù)方程式可知NH3轉(zhuǎn)化濃度為1.2mol/L因此NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為(1.2mol/L÷4mol/L) ×100%=30%.

考點：考查外界條件對化學(xué)平衡移動的影響、化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)混合比例的計算等。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2010?海南模擬）碳、氮元素及其化合物與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)．試回答下列有關(guān)問題：
（1）下圖是1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
．

（2）NH3極易溶于水，其水溶液俗稱氨水．用水稀釋0.1mol?L-1的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是
BD
BD
（填序號）．
A．
c(N
H
+
4
)?c(OH-)
c(NH3?H2O)
   B．
c(NH3?H2O)
c(OH-)

C．c（H+）?c（OH-）     D．
c(OH-)
c(H+)
   
（3）標準狀況下，將1.12LCO2通入100mL 1mol?L-1的NaOH溶液中，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為
c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）
c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）
；
（4）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．當反應(yīng)達到平衡時不斷改變條件（不改
變N2、H2和NH3的量），下圖表示反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的關(guān)系，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是
t0～t1
t0～t1
．

（5）甲烷燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：CH4+2O2=CO2+2H2O，該電池的電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，寫出其負極的電極反應(yīng)式
CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

現(xiàn)代高速發(fā)展的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮元素及其化合物在某些領(lǐng)域有著重要的作用．請回答下列問題：
（1）氮元素基態(tài)原子的價電子排布式為
 

（2）氮氣化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，是由于分子中氮原子之間存在著
 
個σ鍵和
 
π鍵
（3）在周期表中，磷與氧和氮元素相鄰，試比較：
氮原子的第一電離能
 
（填大于、小于或等于）氧原子的第一電離能，原因是
 

（4）工業(yè)生產(chǎn)中，以液態(tài)形式儲存氮的氫化物，其原因是：
 

（5）2008的秋天，毒奶粉事件震驚全國，這主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺（精英家教網(wǎng)）．
列關(guān)于三聚氰胺分子的說法中正確的是
 
．
A．所有碳原子采用sp2雜化，所有氮原子采用sp3雜化
B．一個分子中共含有15個σ鍵
C．屬于極性分子，故極易溶于水
D．形成的晶體熔點較高．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氮元素及其化合物在國防科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用．
（1）寫出實驗室制NH3的化學(xué)反應(yīng)方程式
 
．
（2）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣．氮氣是從空氣中分離出來的，氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出以天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式
 
．
（3）在合成氨的原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實現(xiàn)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，反應(yīng)達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有
 
，已知1000K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%，則起始物中，c（H2O）﹕c（CO）不低于
 
，
精英家教網(wǎng)
（4）在容積為2L容器中發(fā)生反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知c（CO）與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ，若在t0時刻將容器的體積擴大至4L，請在圖1中繪出c（CO）與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅱ．
（5）工業(yè)上尿素CO（NH2）2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學(xué)反應(yīng)方程式為
 
．
（6）合成尿素，當氨碳比
n(NH3)n(CO2)
=4，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖2所示．
①A點的逆反應(yīng)速率v逆（CO2）
 
B點的正反應(yīng)速率為v正（CO2）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年上海市普陀區(qū)高三上學(xué)期質(zhì)量調(diào)研化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

氮元素的化合物在工農(nóng)業(yè)以及國防科技中用途廣泛，但也會對環(huán)境造成污染，如地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。

完成下列填空：

（1）某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3(aq)反應(yīng)探究脫氮原理。實驗前

①用0.1mol·L-1H2SO4(aq)洗滌Fe粉，其目的是                         ，然后用蒸餾水洗滌至中性；

②將KNO3(aq)的pH調(diào)至2.5；

③為防止空氣中的         （寫化學(xué)式）對脫氮的影響，應(yīng)向KNO3溶液中通入N2。

（2）用足量Fe粉還原上述KNO3(aq)過程中，反應(yīng)物與生成物的離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系如圖所示。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式：                                    。

（3）神舟載人飛船的火箭推進器中常用肼（N2H4）作燃料。NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼（N2H4），該反應(yīng)中被氧化與被還原的元素的原子個數(shù)之比為                 。如果反應(yīng)中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可得到肼          g。

（4）常溫下向25mL 0.01mol/L稀鹽酸中緩緩?fù)ㄈ?.6 mL NH3（標準狀況，溶液體積變化忽略不計），反應(yīng)后溶液中離子濃度由大到小的順序是                      。在通入NH3的過程中溶液的導(dǎo)電能力             （填寫“變大”、“變小”或“幾乎不變”）。

（5）向上述溶液中繼續(xù)通入NH3，該過程中離子濃度大小關(guān)系可能正確的是       （選填編號）。

a．c(Cl-)=c(NH4+)＞c(H+)=c(OH-)        b．c(Cl-)＞c(NH4+)=c(H+)＞c(OH-)

c．c(NH4+)＞c(OH-)＞c(Cl-)＞c(H+)      d．c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(Cl-)

（6）常溫下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至過量，該過程中水的電離平衡                                  （填寫電離平衡移動情況）。當?shù)渭影彼?5mL時，測得溶液中水的電離度最大，則氨水的濃度為                   mol·L-1。

 

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