2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业

2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业 学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________ 1、将煤气化后液化所得的重要产品之一是甲醇。其制备反应：CO(g) ＋2H2(g) ‎ CH3OH(g)；△H<0。为了增加甲醇的产量，同时保证较高的生产效率。工厂应采取的正确措施是（　　）‎ ‎ A．高温、高压 B．适宜温度、高压、催化剂 ‎ ‎ C．低温、低压、不断分离出甲醇 D．低温、高压、催化剂 ‎2、在N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法正确的是（　　）‎ A．平衡正向移动 B．平衡逆向移动 C．平衡体系中NH3的含量增大 D．N2的平衡转化率降低 ‎3、合成氨工业上采用了循环操作，主要原因是（　　）‎ A．加快反应速率 B．提高NH3的平衡浓度 C．降低NH3的沸点 D．提高N2和H2的利用率 ‎4、工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)反应的图像中，错误的是（　　）‎ ‎5、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，N2的浓度比原平衡的小 B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率 C．达到平衡后，缩小容器体积，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，逆反应速率减小 ‎6、在合成氨时，既要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有（　　）‎ ‎①增大体积使压强减小　②减小体积使压强增大　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容，再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用合适的催化剂 A．②④⑤⑦ B．②③④⑤⑦⑧ C．②⑤ D．②③⑤⑧‎ ‎7、有关合成氨工业的说法中，正确的是（　　）‎ A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%‎ ‎，所以生产氨的工厂的效率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强是2×107～5×107 Pa，因为该压强下铁触煤的活性最大 ‎8、合成氨工业中，常加热至500 ℃，下列有关叙述正确的是（　　）‎ A．为加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间 B．加快v正，减小v逆 C．使平衡向合成氨的方向移动 D．提高原料转化率 9、为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下图所示的装置(图中夹持装置均已去)。‎ 实验操作：‎ ‎①检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈漏斗中注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气产生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。‎ ‎②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如上图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。‎ ‎③用酒精灯加热反应管E，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红。‎ 回答下列问题：‎ a．检验氢气纯度的目的是______________________________________。‎ b．C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是________，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是_____________________________________，‎ C瓶内气体的成分是______________________________________。‎ c．在步骤③中，先加热铁触媒的原因是________________________。反应管E中发生反应的化学方程式是______________________________________。 10、下图表示某些化工生产的流程（部分反应条件和产物去）‎ ‎（1）反应I需在500~℃进行，其主要原因是 。‎ ‎（2）H转化为N的过程中，需要不断补充空气，其原因是 。‎ ‎（3）写出反应Ⅲ的化学方程式 。‎ ‎（4）工业上，向析出K的母液中通氨气，加人细小食盐颗粒，冷却后可析出副产品。通入氨气的作用是 （填序号）。a．增大NH4+‎ 的浓度，使J更多地析出 b．使K更多地析出c．使K转化为M，提高析出的J的纯度 ‎（5）写出上述流程所涉及的化学工业的名称 。 11、氨气是工农业生产中重要的产品，合成氨并综合利用的某些过程如图所示：‎ ‎（1）原料气中的氢气来源于水和碳氢化合物．请写出甲烷和水在催化剂和高温条件下反应的方程式： ．‎ ‎（2）在工业生产中，设备A的名称为 ，A中发生的化学反应方程式是 ．‎ ‎（3）上述生产中向母液通入氨气同时加入 ，可促进副产品氯化铵的析出．长期使用氯化铵会造成土壤酸化，尿素适用于各种土壤，在土壤中尿素发生水解，其水解的化学方程式是 ．‎ ‎（4）纯碱在生产生活中有广泛的应用，请写出任意两种用途： ．‎ ‎（5）图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数．‎ ‎①检验沉淀是否洗涤干净的方法是 ‎ ‎②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为 ．‎ ‎12、利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：‎ 依据上述流程，完成下列填空：‎ ‎（1）天然气脱硫时的化学方程式是 。‎ ‎（2）若n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H2 mol（用含n的代数式表示）。‎ ‎（3）K2CO3（aq）和 CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是 （多选扣分）。‎ ‎（a）相似相溶原理 （b）勒沙特列原理 （c）酸碱中和原理 ‎（4）分析流程示意图回答，该合成氨工艺的主要原料是 ，辅助原料是 ．‎ ‎（5）请写出以CH4为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N2、H2‎ 的化学方程式： ．‎ ‎（6）整个流程有三处循环，一是Fe（OH）3循环，二是K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中找出第三处循环并写在答题卡上（要求：循环方向、循环物质）．‎ ‎13、氨基甲酸胺（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解极易水解，可用作肥料，灭火剂、洗涤剂，实验室用如图1装置制备氨基甲酸胺，把氨气和氧化碳通入四氧化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸胺小晶体悬浮在四氧化碳中，当浮物较多时，停止制备．‎ ‎（1）结合上述实验装置，写出制备氨基甲酸胺的化学方程式 ，该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。‎ ‎（2）液体石蜡瓶鼓泡瓶的作用是 。‎ ‎（3）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是 。‎ ‎（4）氨基甲酸胺极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱酸，请写出其水分解反应方程式 。‎ ‎（5）某学习小组为探究其水分解反应，分别取两份不同浓度的氨基甲酸胺溶液绘制出c（NH2CCOO﹣）随时间（t）变化曲线如图2所示，若A、B分别为不同温度时测定得到曲线，则 （“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是 。‎ ‎（6）制得的氨基甲酸胺可能含有碳酸氢铵，取某氨基甲酸胺样品4.69g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钡、过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为11.82g，则样品中氨基甲酸胺的物质的量分数为 。‎ ‎（7）自来水制备纯净水（去离子水）的工艺流程示意图3如下，试回答：‎ ‎①活性炭的作用是 。‎ ‎②A、B中放置的物质名称分别是：A是阳离子交换树脂，B是阴离子交换树脂，且A、B中放置的物质不可以互换，请说明原因 。‎ ‎③通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为 。‎ ‎④检验蒸馏水的纯度时，最简单易性的方法是测定水的 。‎ ‎14、工业上以N2、H2为原料制取硝酸铵的流程如图所示。 ‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是_______________。‎ ‎（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是_________，吸收塔中还需补充空气的目的是_________________。‎ ‎（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法为_______________。‎ ‎（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3:2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，此时H2的转化率为_____。‎ ‎（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图所示）。温度较低时以生成____为主，900℃时发生主要反应的化学方程式为___________________，当温度高于900℃时，NO产率明显下降的原因是________________。‎ ‎（6）若N2、H2合成氨时，H2的转化率为60%，NH3催化氧化制HNO3时的损失20%的氨，其它环节的损失忽不计。则10tH2最多可以制取___t硝酸铵。‎ ‎15、回答下列问题：‎ ‎（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是　 　，　 　；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式　 　，　 　．‎ ‎（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称　 　，其中发生的化学反应方程式为　 　．‎ ‎（3）设备B的名称　 　，其中m和n是两个通水口，入水口是　 　（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因　 　．‎ ‎（4）设备C的作用　 　；‎ ‎（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）CO2 （g）+H2 （g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于　 　．‎ ‎16、实验室用N2、H2合成氨气，并用酚酞试液检验生成的氨气，用锌与盐酸反应制取氢气；用NaNO2饱和溶液和NH4Cl饱和溶液共热制取氮气：‎ NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋NH4NO2‎ NH4NO2N2↑＋2H2O。‎ 制取装置如图所示：‎ ‎(1)装置A用于制取________。‎ ‎(2)装置E中分液漏斗上方常用导管与圆底烧瓶相通，作用是__________________。装置E与装置C直接相连，连接时导管口连接方法为e接________。‎ ‎(3)装置C的另一接口与其他仪器装置相连接时，导管口的连接顺序为：另一接口____________接____________，____________接____________，____________接____________。‎ ‎(4)装置D的作用为________。装置F导出的气体的成分为________。‎ ‎(5)装置G内滴有酚酞的试液，用于检验氨气的生成，该装置中导管口能否插入液面以下________(填“能”或“不能”)，理由是________________________________________________________________________。‎ ‎(6)从充分利用原料的角度看，装置G应装双孔塞，此时另一接口应与________相连为佳。‎ ‎17、我国人口众多，粮食问题形势严峻，增加粮食产量保证人类生存，合成氨工业立下了汗马功劳。‎ ‎(1)工业上利用N2与H2合成氨的化学方程式为____________________________。‎ ‎(2)用连线表示合成氨生产中的措施与其主要作用的关系。‎ ‎①及时将生成的氨从混合 ‎　气中分离出来　　　　　 a．提高原料的利用率 ‎②在设备允许的条件下采 ‎　用高压 b．防止催化剂中毒 ‎③使用铁为主的催化剂 c．提高混合气中氨的含量 ‎④除去原料气中的有害 ‎　物质 d．提高反应速率 ‎⑤不采用很高的温度 ‎18、某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4‎ ‎，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备（NH4）2SO4的工艺流程：‎ 请回答以下问题：‎ ‎（1）合成氨反应的化学方程式是　 　，该反应在　 　（填设备名称）中发生．沉淀池中发生的主要反应方程式是　 　，该反应能够发生的原因是　 　．‎ ‎（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是　 　，可以循环使用的X是　 　．‎ ‎（3）该生产过程中的副产品是　 　．从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是　 　；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程主要缺陷是　 　．‎ ‎19、为了综合利用副产品CaSO4，某化工厂与相邻的合成氨厂联合设计了下列（NH4）2SO4生产流程：‎ 请回答以下问题：‎ ‎（1）合成氨反应的化学方程式是 ，该反应在 （填设备名）中发生，反应所用催化剂一般用 。‎ ‎（2）沉淀池中发生的主要反应方程式是 ，该反应能够发生的原因是 。‎ ‎（3）在上述流程中可以循环使用的物质是 ，该生产过程中的副产品是 。‎ ‎（4）从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是 。‎ ‎20、氨在国民经济中占有很重要的地位．现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料．氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法．‎ ‎（1）对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，都能缩短达到平衡所用的时间，但只有 对化学平衡状态有影响．‎ ‎(2)综合考虑各种因素，在实际生产中合成氨一般选择以 为催化剂，压强在 ，温度在 ．‎ ‎（3）要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题．氢气可以由以下几个途径制取：①电解水制取氢气；②由煤或焦炭制取氢气；③由天然气或重油制取氢气．你认为哪种方法是最佳选择： （填序号），其反应的化学方程式为 ．‎ ‎（4）如图是合成氨的简要流程示意图，图中循环气体物质是 ．‎ ‎（5）硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，为了防止污染大气可以用烧碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O，2NaOH+NO2═NaNO2+NaNO3+H2O 但在实际生产中常用纯碱代替烧碱，也能发生类似反应，且放出CO2，试写出用纯碱溶液吸收NO和NO2的两个反应的化学方程式：‎ ‎① ；‎ ‎② ．‎ 参考答案 ‎1、【答案】B ‎【解析】试题分析：△H<0表明此反应为放热反应，不能加太高的温度；正反应方向是体积减小的方向，所以可以加压使化学平衡正向移动；另外选择合适的催化剂加快反应速率。故选B。‎ 考点：化学反应速率 化学平衡的移动 点评：本题考查的是化学反应速率和化学平衡的相关知识，学生要利用好题中所给的信息，再结合所学知识解答本题。‎ ‎2、【答案】A ‎【解析】根据题中所给出的信息分析，降低产物浓度，平衡正向移动，反应物的转化率提高。‎ ‎3、【答案】D ‎【解析】合成氨是可逆反应，在中压工艺条件下合成氨厂出口气中的氨含量一般为13%～14%，循环使用可提高N2和H2的利用率。‎ ‎4、【答案】C ‎【解析】合成氨的正反应是放热反应，升温，正、逆反应速率都增大，但逆反应增大的程度大，A正确；在T1时NH3%最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，NH3%减小，B正确；低温下达到平衡，NH3的含量大，C错误；增大压强，平衡向右移动，NH3%增大，D正确。‎ ‎5、【答案】C ‎【解析】达到平衡后，加入N2，平衡将正向移动，达到新平衡后，NH3的浓度会增大，而N2的浓度比原平衡的大；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡逆向移动，不利于NH3的生成；达到平衡后，缩小容器体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动，有利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。‎ ‎6、【答案】C ‎【解析】①减小压强，产率降低，速率变慢，所以②正确；③升温平衡左移，④降温速率变慢，所以③④错；⑤相当于加压，正确，⑥错；⑦反应速率变慢；⑧对平衡无影响。‎ ‎7、【答案】B ‎【解析】合成氨的反应在适宜的生产条件下达到平衡时，原料的转化率并不高，但生成的NH3分离出后，再将未反应的N2、H2循环利用，这样处理后，可使氨的产率较高，据此可知A项错误，B项正确；合成氨工业选择500 ℃左右的温度，是综合了多方面的因素而确定的。因合成氨的反应是放热反应，低温才有利于平衡向正反应方向移动，故C项错误；不论从反应速率还是化学平衡考虑，高压更有利于合氨，但压强太大，对设备、动力的要求更高，基于此选择了20 MPa～50 MPa的高压，催化剂活性最大时的温度是500 ℃，故D项错误。‎ ‎8、【答案】A ‎【解析】合成氨是放热反应，采用500 ℃的高温，从化学平衡上看，由于合成氨反应放热，不利于氨的合成。但是为了提高反应速率，更快、更多的生成氨，也采用适当的高温。‎ ‎9、【答案】a．通过检验H2的纯度证明E管中空气被排尽，同时也防止点燃氢气时发生爆炸 b．A装置中液面下降，长颈漏斗中液面上升，反应停止使C瓶内气体进入E管中　N2、H2、少量的CO2和水蒸气 c．合成氨反应需加热，铁触媒在约500 ℃的温度下活性最大，故需先加热铁触媒 N2＋3H22NH3 【解析】a．在该实验中，关闭弹簧夹a、b，打开弹簧夹c、d、e，H2可以进入E装置，排尽其中的空气，防止空气中的O2将E装置中铁触氧化，通过检验H2的纯度可以证明E装置中空气是否被排尽，同时在②步实验中要点燃H2，在点燃之前，也必须检验其纯度，防止爆炸。‎ b．C瓶内水位下降，说明瓶内压强大于外界压强，会导致A装置中长颈漏斗液面上升，试管内液面下降，使酸液与Zn粒相脱离，停止反应。此时打开弹簧夹b，H2和N2混合气体在较大的压力作用下会通过导气管，经干燥后进入E管。由于空气中的O2与H2反应了，所以C瓶内气体的成分是N2、H2及少量的CO2和水蒸气。‎ c．N2与H2的反应需要加热，铁触媒最大活性的适宜温度约为500 ℃。因此，要在将N2、H2混合气体通入E之前加热铁触媒。 10、【答案】 【解析】 11、【答案】（1）CH4+2H2O CO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2；‎ ‎（2）沉淀池；NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；‎ ‎（3）NaCl；CO（NH2）2+H2O=2NH3↑+CO2↑；‎ ‎（4）制玻璃、制肥皂；‎ ‎（5）① 往少量的最后一次洗涤所得滤液中加入稀H2SO4溶液（或AgNO3溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净．‎ ‎② （1﹣）×100%．‎ ‎【解析】解：（1）依据题给的信息，甲烷与水在高温催化剂作用下生成二氧化碳（或一氧化碳）和氢气，故化学反应方程式为CH4+2H2O CO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2，故答案为：CH4+2H2O CO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2；‎ ‎（2）在生产中，设备A中应生成目标产物纯碱，故A为沉淀池，发生的反应为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，故答案为：沉淀池；NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；‎ ‎（3）副产物为氯化铵，需要引入氯离子，且目标产物为纯碱，故在通入氨气的同时，加入NaCl，尿素的水解生成氨气和二氧化碳，故反应为：CO（NH2）2+H2O=2NH3↑+CO2↑，故答案为：NaCl；CO（NH2）2+H2O=2NH3↑+CO2↑；‎ ‎（4）纯碱在日常生活中应用广泛，常用于制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、印染等，故答案为：制玻璃、制肥皂；‎ ‎（5）①检验沉淀是否洗净的方法为：往少量的最后一次洗涤所得滤液中加入稀H2SO4溶液（或AgNO3溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净；若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净，‎ 故答案为：往少量的最后一次洗涤所得滤液中加入稀H2SO4溶液（或AgNO3溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净．‎ ‎②生成ng固体为BaCO3，物质的量为：，故碳酸钠的质量为：，故氯化钠的质量为（m﹣），故质量分数为（）=，故答案为：（1﹣）×100%．‎ ‎12、【答案】（1）3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O；‎ ‎（2）2.7n；‎ ‎（3）b；‎ ‎（4）CH4、H2O、空气；K2CO3；Fe（OH）3；‎ ‎（5）CH4+H2O（g） CO+3H2、2CH4+3O22CO+4H2O、CO+H2O（g） CO2+H2、CO2+H2O+K2CO32KHCO3；‎ ‎（6）．‎ ‎【解析】解：（1）硫化氢是酸性气体，可以和碱氢氧化铁发生中和反应：3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O，‎ 故答案为：3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O；‎ ‎（2）根据天然气合成氨的工艺流程图知10%的甲烷未与水蒸汽作用，甲烷与水反应的方程式为：‎ ‎ CH4（g）+H2O（g）→CO（g）+3H2（g）‎ ‎ 1 3‎ ‎0.9n mol 2.7nmol ‎ 故答案为：2.7n；‎ ‎（3）K2CO3（aq）和CO2反应生成碳酸氢钾，K2CO3+CO2+H2O2KHCO3，增大压强，化学平衡向右进行，符合化学平衡移动原理，故答案为：b；‎ ‎（4）根据流程图可知，该合成氨工艺主要起始原料是CH4、H2O、空气，而辅助原料是K2CO3、Fe（OH）3，故答案为：CH4、H2O、空气；K2CO3；Fe（OH）3；‎ ‎（5）根据流程图可知，以CH4为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N2、H2的化学方程式见下，答案为：CH4+H2O（g） CO+3H2、2CH4+3O22CO+4H2O、CO+H2‎ O（g） CO2+H2、CO2+H2O+K2CO32KHCO3；‎ ‎（6）上述流程图第三处循环使用的物质是氮气和氢气，故答案为：．‎ ‎13、【答案】（1）2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4；‎ ‎（2）通过观察气泡，控制气体流速和调节NH3与CO2通入比例；‎ ‎（3）过滤；‎ ‎（4）NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O；‎ ‎（5）A；6～20min内曲线A中c（NH2CCOO﹣）减小量大于曲线B的，水解反应为吸热反应，升高温度有利于水解进行；‎ ‎（6）83.2%；‎ ‎（7）①吸附水中的有机物（或去除异味）；‎ ‎②不能；否则硬水中的Ca2+、Mg2+离子易生成Mg（OH）2等沉淀而影响树脂交换效果；‎ ‎③反渗透法；‎ ‎④电导率（或电阻率）．‎ ‎【解析】解：（1）由题目信息可知，氨气与二氧化碳反应生成NH2COONH4，反应方程式为：2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4，‎ 氨基甲酸胺易分解，图中反应装置用冰水冷却，防止氨基甲酸胺分解，说明制备氨基甲酸胺的为放热反应，‎ 故答案为：2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4；‎ ‎（2）根据液体石蜡瓶鼓泡瓶中气泡，控制气体流速和调节NH3与CO2通入比例，‎ 故答案为：通过观察气泡，控制气体流速和调节NH3与CO2通入比例；‎ ‎（3）由氨基甲酸胺小晶体悬浮在四氧化碳中，可以采取过滤方法分离，‎ 故答案为：过滤；‎ ‎（4）氨基甲酸胺极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，该弱碱为NH3·H2O，反应方程式为：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O，‎ 故答案为：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O；‎ ‎（5）6～20min内曲线A中c（NH2CCOO﹣）减小量大于曲线B的，水解反应为吸热反应，升高温度有利于水解进行，故曲线A的温度高于曲线B的，‎ 故答案为：A；6～20min内曲线A中c（NH2CCOO﹣）减小量大于曲线B的，水解反应为吸热反应，升高温度有利于水解进行；‎ ‎（6）生成的沉淀为碳酸钡，其物质的量为=0.06mol，‎ 氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，‎ 由碳元素守恒可知：x+y=0.06 ‎ 由质量可得：78x+79y=4.69‎ 解得x=0.05mol，y=0.01mol 故氨基甲酸铵质量为0.05mol×78g/mol=3.9g，其质量分数为×100=83.2%，‎ 故答案为：83.2%；‎ ‎（7）①活性炭具有吸附性，则作用为吸附水中的有机物（或去除异味），‎ 故答案为：吸附水中的有机物（或去除异味）；‎ ‎②A为阳离子交换树脂，B为阴离子交换树脂，交换后硬水中的Ca2+、Mg2+离子，易生成Mg（OH）2等沉淀而影响树脂交换效果，不能交换，‎ 故答案为：不能；否则硬水中的Ca2+、Mg2+离子易生成Mg（OH）2等沉淀而影响树脂交换效果；‎ ‎③通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为反渗透法，‎ 故答案为：反渗透法；‎ ‎④因为水的电离程度极小，所以纯水是几乎不导电的，因此要检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率，‎ 故答案为：电导率（或电阻率）．‎ ‎14、【答案】（1）压碎催化剂，缩短催化剂寿命；‎ ‎（2）增大气液接触面积；可使NO全部转化成HNO3；‎ ‎（3）用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处；‎ ‎（4）50%；‎ ‎（5）N2；4NH3+5O24NO+6H2O；生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降；‎ ‎（6）71.1。‎ ‎【解析】解：（1）氨合成反应是气体体积减小的放热反应，在氨合成塔适宜的压强是20～50MPa，如果压强过大，除对设备要求高外，还会导致的结果是压碎催化剂，缩短催化剂寿命；‎ ‎（2）合成硝酸的吸收塔内填充瓷环，其作用是增大气液接触面积，吸收塔中还需补充空气的目的是可使NO全部转化成HNO3；‎ ‎（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，由于氨气的水溶液显碱性，会使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，所以用湿润的红色石蕊试纸检测，试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处；‎ ‎（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量之比为3:2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为25%，假设反应的N2的体积是x，则反应的氢气的体积是3x，反应产生的NH3的体积是2x，此时H2的物质的量是(3-3x)，N2是(2-x)，所以2x÷[2x+(3-3x)+ (2-x)]= 25%，解得x=0.5，所以此时H2的转化率为(3×0.5)÷3=50%；‎ ‎（5）制硝酸氧化炉中氨气和氧气在145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物，根据图示可知，在温度较低时以生成N2为主，900℃时氨气被氧化产生NO，发生主要反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O ；当温度高于900℃时， NO产率明显下降的原因是生成NO的反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应物NH3转化率下降。‎ ‎（6）N2、H2合成氨时，N2+3H22NH3；H2的转化率为60%，10tH2的物质的量是n(H2)=5×106mol；合成氨气的物质的量是n(NH3)= 5×106mol×60%×2/3=2×106mol；假设用于催化氧化制HNO3的氨的物质的量是x，由于氨的损失20%，所以产生的硝酸的物质的量是(1-20%)x，与硝酸反应的氨的物质的量是(1-20%)x，(1-20%)x+x=2×106mol,x=1.11×106mol，反应产生的硝酸铵的质量是m(NH4NO3)= (1-20%)x×80g/mol=1.11×106mol×80%×80g/mol=71.1×106g=71.1吨。‎ ‎15、【答案】（1）液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2OCO+H2；CH4+H2OCO+3H2；‎ ‎（2）合成（氨）塔；N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；‎ ‎（3）冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；‎ ‎（4）将液氨与未反应的原料气分离；‎ ‎（5）13.8．‎ ‎【解析】（1）分离空气提取氮气的方法有两种，以上液化、分馏空气，另一种为空气与碳反应生成二氧化碳，反应后除去二氧化碳气体；C和水反应的方程式为C+H2OCO+H2，甲烷与水反应的方程式为CH4+H2OCO+3H2，‎ 故答案为：液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2OCO+H2；CH4+H2OCO+3H2；‎ ‎（2）合成氨的设备为合成塔，发生N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），‎ 故答案为：合成（氨）塔；N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；‎ ‎（3）冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，水流和气流方向应逆向，则入水口是n，高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，可使冷水充满冷凝器，逆向冷凝效果好，‎ 故答案为：冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；‎ ‎（4）分离器用来分离液氨和原料气，故答案为：将液氨与未反应的原料气分离；‎ ‎（5）设CO的起始浓度为xmol，H2O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，‎ ‎ CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）‎ 起始 x y 0 0 ‎ 变化 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x 平衡 0.1x y﹣0.9x 0.9x 0.9x 根据平衡常数列式：=0.627，‎ 解得： =13.8．故此只要此值大于13.8，转化率就会超过90%．‎ 故答案为：13.8．‎ ‎16、【答案】(1)H2　(2)便于液体顺利流下　b ‎(3)a　d　c　f(或g)　g(或f)　h ‎(4)干燥N2、H2　NH3、H2、N2‎ ‎(5)不能　氨气极易溶于水而发生倒吸 ‎(6)d相连 ‎【解析】由题意知，该反应装置的核心是F，之前的装置是制取合成氨的原料气：氮气(装置E)和氢气(装置A)；还应该将它们均匀地混合(装置C)和干燥(装置D)‎ ‎。之后要检验氨气的生成(G)。因氮气、氢气合成氨反应为可逆反应，故在反应最终从F中流出的气体中有氮气、氢气和氨。‎ ‎17、【答案】 (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎18、【答案】（1）N2+3H22NH3；合成塔；CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4；生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行；‎ ‎（2）一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收；CO2；‎ ‎（3）生石灰；该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生；由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低．‎ ‎【解析】解：本题考查制备实验方案的设计．‎ ‎（1）合成氨反应的化学方程式是N2+3H22NH3，该反应在合成塔中发生，淀池中发生的主要反应方程式是CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4，该反应能够发生的原因是生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行，‎ 故答案为：N2+3H22NH3；合成塔；CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4；生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行；‎ ‎（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收，在煅烧炉中发生CaCO3CaO+CO2↑，则X为CO2可在此制备实验中循环使用，‎ 故答案为：一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收；CO2；‎ ‎（3）煅烧炉中发生CaCO3CaO+CO2↑，则得到副产品为生石灰，从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生，从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程主要缺陷是由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低，‎ 故答案为：生石灰；该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生；由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低．‎ ‎19、【答案】（1） 合成塔 铁触媒 ‎（2）CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O＝CaCO3↓＋（NH4）2SO4 生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行。 ‎ ‎（3）CO2 生石灰 ‎（4）该流程中产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生。‎ ‎【解析】解：（1）合成氨反应的化学方程式是：，合成氨是在合成塔中进行，催化剂通常用铁触媒。‎ ‎（2）沉淀池中通入了氨气和CO2，会生成CO32-，CO32-会和CaSO4反应生成CaCO3，故反应方程式为：CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O＝CaCO3↓＋（NH4）2SO4；该反应能进行是因为生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行。‎ ‎（3）从该流程图看出煅烧炉中生成的CO2可以用于沉淀池中的反应，故可以循环使用的物质好似CO2；煅烧炉中是CaCO3分解生成CaO和CO2，故副产品是CaO（生石灰）；‎ ‎（4）绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是：该流程中产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生。‎ ‎20、【答案】（1）压强；‎ ‎(2)铁触媒；10～30MPa；400～500℃；‎ ‎（3）③；CH4+H2OCO+3H2、CO+H2OCO2+H2；‎ ‎（4）N2、H2；‎ ‎（5）①NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2；②Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2．‎ ‎【解析】解：（1）根据勒沙特列原理，增加压强平衡向气体体积减小的方向移动，而催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，对化学平衡没有影响，‎ 故答案为：压强；‎ ‎(2)工业上考虑反应物的转化率、反应速率、对设备的要求等因素，选择合成氨的条件为10～30MPa、400～500℃、铁触媒，‎ 故答案为：铁触媒；10～30MPa；400～500℃；‎ ‎（3）①电解水制取氢气，要消耗电能，反应难度较大；‎ ‎②由煤或焦炭与水反应制取氢气，反应残留固体多，煤中杂质较多，得到气体不纯；‎ ‎③由天然气或重油制取氢气，产生的污染较小，产生氢气的效率较高，反应方程式为CH4+H2OCO+3H2、CO+H2OCO2+H2，‎ 故答案为：③；CH4+H2OCO+3H2、CO+H2OCO2+H2；‎ ‎（4）合成氨反应是可逆反应，未反应的氮气和氢气可以循环使用，故答案为：N2、H2；‎ ‎（5）根据元素守恒，纯碱与NO和NO2反应，生成NaNO2、NaNO3，且放出CO2，反应的化学方程式为①NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2，②Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2，‎ 故答案为：①NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2；②Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2． ‎