Question

氨是最重要的化工产品之一,其生产方法也在逐渐改进中，各国科学家均在为提高氨的产量，降低能耗做各种有益的探究; 氨在工业上有广泛用途。

（1）合成氨用的 H2 可以 CH4 为原料制得。已知相关的化学键键能数据如下：

则 CH4(g)与 H2O(g)反应生成 CO(g)和 H2(g)的热化学方程式            。

（2）近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了 较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是      。

（3）在 425℃、A12O3 作催化剂，甲醇与氨气反应可以制得(CH3)2NH。(CH3)2NH 显弱碱性，与盐酸反应 生成(CH3)2NH2Cl ,溶液中各离子浓度由小到大的顺序为            。

（4）直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式 4NH3 + 3O2 = 2N2+ 6H2O，负极电极反应式为      。

（5）如下图，采用 NH3 作还原剂，烟气以一定的流速通过两种不同催化剂，测量逸出气体中氮氧化物含 量，从而确定烟气脱氮率，反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。（注：脱氮率即氮氧化物转化率）

①对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也 可以表示平衡常数（记作 KP），则上述反应的 KP＝_______。

②以下说法正确的是________。

A．上述反应的正反应为吸热反应。

B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响。

C．催化剂①、②分别适合于 250℃和 450℃左右脱氮

D．曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高

（6）氨气制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。下图 为合成塔中不同氨碳比 a [n(NH3)/n(CO2)] 和水碳比 b [n(H2O)/n(CO2)]时二氧化碳转化率（x%）。b 宜控制在__________(填序号)范围内

A．0.6～0.7    B．1～1.1    C．1.5～1.6

a 宜控制在 4.0 左右，理由是___________。

（7）氨氧化法制硝酸工业中，可用尿素溶液除去尾气中氮氧化物（NO 和 NO2）。尾气中的 NO、NO2 与 水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成对大气无污染的气体。1 mol 尿素能吸收工业尾气中氮氧化 物（假设 NO、NO2 体积比为 1:1）的质量为         g。

Answer

（1）CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+194kJ·mol—1

（2）在电磁场的作用下氮氮叁键更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应容易进行。

（3）c(Cl－)>c[(CH3)2NH2＋]>c(H+)>c(OH－)

（4）6OH-+2NH3－6e-＝N2+6H2O

（5）①Kp＝②C

（6）A（1分）氨碳比大于4.0，增大氨气的量CO2转化率增加不大，提高了生产成本；氨碳比小于

4.0，CO2的转化率较低。（1分）（7）76（1分）

【解析】

试题分析：（1）反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则根据化学键可知△H＝（4×413＋2×463－1076－3×436）kJ/mol＝＋194kJ/mol，则反应的热化学方程式为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H=+194kJ·mol—1；

（2）在电磁场的作用下氮氮叁键更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应容易进行。

（3）溶液中阳离子水解，溶液显酸性，则溶液中各离子浓度由小到大的顺序为c(Cl－)>c[(CH3)2 NH2＋]>c(H+)>c(OH－)；

（4）负极氨气失去电子，则负极电极反应式为6OH- + 2NH3－6e-＝N2+6H2O；

（5）①根据反应的方程式可知平衡常数Kp＝ ；

②A．脱氨率达到最高点之后继续升高温度，脱氨率降低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A错误；B．反应为体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动，B错误；C．两种催化剂分别在250℃和450℃左右催化效率最高，说明此时催化剂的活性最大，C正确；D．图象研究的是不同催化剂在不同的温度下的活性比较，最高点为催化剂活性最大的状态，与平衡转化率无关，D错误；答案选C。

（6）氨碳比a[n（NH3）/n（CO2）]相同时，水碳比b[n（H2O）/n（CO2）]为0.6～0.7时，二氧化碳转化率最大，答案选A；氨碳比a[n（NH3）/n（CO2）]大于4.0时，增大氨气的物质的量，二氧化碳的转化率增加不大，增加了生产成本；氨碳比a[n（NH3）/n（CO2）]小于4.0时，二氧化碳的转化率较小；

（7）由题目信息可知，NO、NO2二者混合物与水反应生成亚硝酸，反应方程式为NO+NO2+H2O=2HNO2；亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2，反应方程式为CO （NH2）2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O，则

NO+NO2 ～2HNO2 ～CO（NH2）2

（30+46）g 1mol

1mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1：1）的质量为76g。

考点：考查反应热计算、外界条件对平衡状态的影响和有关计算