Question

【題目】NH3是一種重要的化工原料，也是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化及氮氧化物污染的重要因素之一。

（1）N2和H2以物質(zhì)的量之比為1∶3在不同溫度和壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，測(cè)得平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖1。

①為提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，工業(yè)上采取的合理措施有 （填字母）。

a. 采用常溫條件

b. 使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span>

c. 將原料氣加壓

d. 將氨液化并不斷移出

②圖1中所示的平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.549和0.488時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1 K2。（填“＞”“＜”或“＝”）

（2）氨氮是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮（用NH3表示）轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬��?/span>，涉及的相關(guān)反應(yīng)如下：

反應(yīng)①：NH3＋HClO===NH2Cl＋H2O

反應(yīng)②：NH2Cl＋HClO===NHCl2＋H2O

反應(yīng)③：2NHCl2＋H2O===N2＋HClO＋3HCl

已知在水溶液中NH2Cl較穩(wěn)定，NHCl2不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ｔ谄渌麠l件一定的情況下，改變（即NaClO溶液的投入量），溶液中次氯酸鈉對(duì)氨氮去除率及余氯量 （溶液中＋1價(jià)氯元素的含量）的影響如圖2所示。

①反應(yīng)中氨氮去除效果最佳的n（NaClO）/n（NH3）值約為 。

②a點(diǎn)之前氨氮去除率較低的原因?yàn)?/span> 。

（3）電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3，其工作原理如圖3。

①電解過(guò)程（虛線內(nèi)）發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

②將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，則通入的NH3與實(shí)際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為 。

Answer 1

【答案】（1）①cd

②＞

（2）①1.5

② NaClO用量較少，水解生成的少量HClO與NH3主要發(fā)生反應(yīng)①，生成較穩(wěn)定的NH2Cl。

（3）①8NO + 7H2O2H+ + 3NH4+ + 5NO3—

②1:4

【解析】

試題分析：（1）①a．采用常溫條件，化學(xué)反應(yīng)速率慢，故a錯(cuò)誤；b．采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，加快合成氨的速率，但不能改變轉(zhuǎn)化率，故b錯(cuò)誤；c．將原料氣加壓，加快了合成氨的速率，平衡正向移動(dòng)，故c正確；d．將氨液化，不斷移去液氨，平衡正向移動(dòng)，故d正確。

故答案為： cd；

②圖1中所示的平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.549的溫度是400℃，0.478時(shí)的溫度是450℃，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K減小。所以，K1＞K2。

故答案為：＞；

（2）用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮（用NH3表示）轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬�去，改�?/span>（即NaClO溶液的投入液），溶液中次氯酸鈉去除氨氮效果與余氯圖象變化中，次氯酸少氨氣多，a點(diǎn)前發(fā)生的反應(yīng)是NH3（aq）+HClO（aq）═NH2Cl（aq）+H2O（l），生成較穩(wěn)定的NH2Cl；反應(yīng)中氨氮去除效果最佳的從圖象分析可知為去除率較高同時(shí)余氯量最少，圖象中符合的比值為1.5。

故答案為：1.5； NaClO用量較少，水解生成的少量HClO與NH3主要發(fā)生反應(yīng)①，生成較穩(wěn)定的NH2Cl。

（3）①工業(yè)上電解NO制備 NH4NO3，由裝置圖可知陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，NO被氧化生成NO3-，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，NO被還原生成NH4+，陽(yáng)極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應(yīng)為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，總反應(yīng)方程式為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3。

故答案為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3；

②生成的硝酸和反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比等于2：8=1：4，通入的NH3的物質(zhì)的量至少應(yīng)與生成的硝酸的物質(zhì)的量相等，因此通入的NH3與實(shí)際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為1：4。

故答案為：1：4。