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图①
图②
图③
图④
图⑤
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分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化 剂表面,图②和图③的含义分别是 。
(2)已知:①4NH3(g)+3O2(g) ΔH=-1 266.8 kJ· mol-1 ②N2(g)+O2(g) 2NO(g)
2N2(g)+6H2O(g)
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3.NO和O2同时通入水中时,其反应是: 2NO+O2 2NO2; 4NO2+O2+2H2O 4HNO3; 总反应式为 4NO+3O2+2H2O 4HNO3。
当体积比
= 4 ∶ 3,恰好完全反应 V(NO)∶V(O2) > 4 ∶ 3,剩余 NO < 4 ∶ 3,剩余 O2
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1.对于可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反 应),下列说法中正确的是( ) A.达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的 大,H2的浓度比原平衡也大 B.达到平衡后,升高温度,既加快了正、逆反应的速率,又提高了 NH3的产率 C.达到平衡后,缩小容器的体积,既有利于加快正、逆反应速率,又 有利于提高氢气的转化率 D.加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了, 逆反应速率减小了 答案：C
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专题2 化学反应中物质的转化率、产率及其应用 1.反应物的转化率。 (1)定义:化学反应中某反应物的实际反应量与实际投入量之比 (通常用百分数表示)叫做该反应物的转化率,即 该反应物的实际反应量 某反应物的转化率= ×100%,反应物的转化率又 该反应物的实际投入量 叫做反应物的利用率。 (2)反应物转化率的特性。 ①反应物的转化率总是小于1。 ②某种反应物的转化率可能等于该物质中某种元素的转化率。 ③某反应物的转化率与该反应物的损失率之和为1。 ④在相关联的多步反应中,在各分步反应中保持元素质量守恒关 系的几种反应物,其转化率的乘积等于某一种反应物的总转化率。
ΔH=+180.5 kJ· mol-1 氨催化氧化的热化学方程式为 。 (3)吸收塔中通入空气的目的是 。 答案：(1)图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面,图③表示在催化 剂表面,N2、H2的化学键断裂 (2)4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.8 kJ· mol-1 (3)使NO循环利用,进一步转化成HNO3
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3.实验室模拟合成氨和氨催化氧化的实验流程如下:
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)从图中选择制取气体的合适装置:氮气 、氢气 (填图号)。
图a
图b
图c
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(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还 有 、 。
图甲
图乙
(3)将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, (填“会”或“不会”)发生倒吸,原因是 。 (4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝 插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是 , 锥形瓶中还可观察到的现象是 。
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专题1 氮的氧化物溶于水的计算问题 1.NO2或NO2与NO的混合气体溶于水时可依据3NO2+H2O 2HNO3+NO,利用气体体积变化差值进行计算。 2.NO2和O2的混合气体溶于水时,由4NO2+O2+2H2O 4HNO3 可知,当体积比
= 4 ∶ 1,恰好完全反应 V(NO2)∶ V(O2) > 4 ∶ 1,NO2 过量,剩余气体为 NO < 4 ∶ 1,O2 过量,剩余气体为 O2
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【例2】 用3 mol NH3氧化制备HNO3时,若NH3的转化率为 60%,(其他过程完全转化)则制得HNO3的质量为( ) (导学号 52710020) A.63 gB.113.4 g C.126 g D.189 g 解析：由关系式:NH3~NO~NO2~HNO3可知,转化生成的 n(HNO3)=n(NH3)×60%=3 mol×60%=1.8 mol。m(HNO3)=63 g· mol-1×1.8 mol=113.4 g。 答案：B
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一、空气分离 方法——深冷分离、变压吸附分离、膜分离
原理 二、合成氨工业
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三、硝酸的制法 1.硝石法。 硝酸盐与浓硫酸微热:NaNO3(固)+H2SO4(浓) 2.氨催化氧化法。 (1)原理。
NaHSO4+HNO3↑。
4NH3+5O2
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2.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在 盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管。当向试管 内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后, 试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体( )
A.可能是N2和NO2的混合气体 B.可能是O2与NO2的混合气体 C.一定是NO与NO2的混合气体 D.只可能是NO2一种气体 答案：B
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【例1】 将盛有25 mL一氧化氮、二氧化氮混合气体的量筒,倒 立于水槽中,反应后气体体积缩小为15 mL,则原混合气体中一氧化 氮与二氧化氮的体积比是( ) (导学号52710019) A.2∶3 B.3∶2 C.4∶1 D.1∶4 解析：应用反应前后气体体积之差计算。一氧化氮不溶于水,二 氧化氮与水反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO,由反应方程式可知3 体积的NO2被水充分吸收后生成1体积NO,体积减少2体积,现由25 mL缩小至15 mL,气体体积减少了10 mL,故原NO、NO2混合气体中 NO2的体积为15 mL,NO为25 mL-15 mL=10 mL。原混合气体中NO 和NO2的体积比为10∶15=2∶3。 答案：A
(5)4NH3+5O2
+ (6)NH4
4NO+6H2O
Nபைடு நூலகம்3
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4.下图是工业生产硝酸的流程。 (导学号52710021)
合成塔中内置铁触媒,氧化炉中内置Pt-Rh合金网。 请回答下列问题: (1)1908年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈 德· 埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成 氨的反应过程。示意图如下:
4NO+6H2O;
2NO+O2 2NO2; 3NO2+H2O 2HNO3+NO(循环操作)。 (2)尾气处理:用碱液吸收。 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O; 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O; NaNO2+NaNO3+CO2。 或 2NO2+Na2CO3
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2.生成物的产率。 (1)定义:化学反应中某生成物的实际生成量与理论生成量之比 (通常用百分数表示)叫做该生成物的产率,即某生成物的产率
=
该物质的实际生成量 该物质的理论生成量
×100%。 (2)生成物产率的特性:生成物的产率总是小于1。
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(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式: 。 (6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、 、 等离子。 答案：(1)图a 图b (2)干燥气体 通过观察气泡出现的快慢,采取措施控制氢气和氮气 的流速 (3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮气和氢气 (4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生
