活动2 氨氧化法制硝酸 知识点题库

（1） 合成氨的工业设备名称是，设备中设置热交换器的目的是；此生产过程中，N₂与H₂合成NH₃所用的催化剂是；生产中原料气必须进行脱硫，目的是。

（2） 吸收塔中的反应为，从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是。

（3） 生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下三种方法处理：

方法一：碱吸收法：NO＋NO₂＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O，2NO₂＋Na₂CO₃＝NaNO₂＋NaNO₃＋CO₂

方法二：氨还原法：8NH₃＋6NO₂＝7N₂＋12H₂O(该反应放热，NO也有类似的反应)

方法三：甲烷吸收法：CH₄(g)＋2NO₂(g)=CO₂(g)＋N₂(g)＋2H₂O(g)  △H=＋867kJ·mol^－1(NO也有类似的反应）上述三种方法中方法一最大的缺点是；方法三和方法二相比，优点是，缺点是。

（4） 某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃。已知：由NH₃制NO的产率是94%，NO制HNO₃的产率是89%，则制HNO₃所用的NH₃的质量占总耗NH₃质量（不考虑其他损耗）的%（保留三位有效数值）。

（1） 分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol/L．现用质量分数为0.35、密度为0.88g/cm³的氨水配制9.0mol/L的氨水100mL，需要的定量仪器有（选填编号）．

a.100mL容量瓶 b.10mL量筒 c.50mL量筒 d．电子天平

（2） 受热时，乙中反应的化学方程式为．

（3） 实验开始先加热催化剂，当催化剂达红热时再打开分液漏斗活塞并移走酒精灯，可观察到的现象有：乙中Cr₂O₃仍能保持红热状态；丁的烧瓶中气体由色转化为色；试管里的石蕊试液；

（4） 丙中盛放的药品为（选填下列编号），其目的是．

a．浓H₂SO₄      b．无水CaCl₂     c．碱石灰       d．无水CuSO₄

（5） 丁中除了NO之外，还可能存在的气体有（填写化学式）．烧杯中可能发生的反应的化学方程式、．

（1） 在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是，在反应中的氧化产物是．

（2） 此生产过程中，N₂与H₂合成NH₃所用的催化剂是．在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是．

（3） 科学家以氨（NH₃）为燃料开发新型的燃料电池．电池中填充可传导O^2﹣离子的 MnO₃固体电解质，电池总反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．负极的电极反应式为．

（4） 某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃ ． 已知：由NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，则制HNO₃所用去的NH₃的质量约占总耗NH₃质量（不考虑其它损耗）的 %．（取两位有效数字）

（5） 硝酸铵是一种常用的氮肥，在使用该化肥时避免与碱性肥料一起使用，理由是

（1） ①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系．据此确定图1中相应工厂的名称：

A．，B．，C．，D．；

②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式：

；．

（2） 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成．

①酚醛树脂由酚醛和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向有苯酚的反应釜地加入甲醛，且反应釜应装有装置．

②玻璃钢中玻璃纤维的作用是．玻璃钢具有等优异性能（写出两点即可）．

③下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是．

a．深埋         b．粉碎后用作树脂填料

c．用作燃料        d．用有机溶剂将其溶解，回收树脂

（3） 工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图2是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r[n（O₂）/n（NH₃）]=，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是．

（1） 化学实验室中干燥氨气使用的试剂是。

（2） B中反应的化学方程式为。

（3） 实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能够符合题意表示该反应过程能量变化的是（填字母）。

（4） 高温时，2NO₂（g）  2NO（g）+ O₂（g），因此氨气与氧气反应难以生成NO₂。根据下列数据计算，当2molNO₂分解时，反应会（填“吸收”或“放出”）kJ能量。

（5） 控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。产生红棕色气体的化学方程式是，白烟的化学式是。

（1） “氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤。某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程，并用水吸收制取硝酸(固定装置略去)：

①A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是。

②C装置中发生反应的化学方程式为。

③反应后，装置E中除存在较多的H^＋外，还可能存在的一种离子是，试设计实验证明这种离子的存在。

④下列哪些装置可以同时起到装置D和E的作用(填代号)。

（2） 若将氯气和氨气在集气瓶中混合，会出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一，请写出反应的化学方程式：(不必配平)，该反应生成的还原产物的化学键类型是。

（1） 以氨气为原料合成HNO₃工艺如下，写出N₂O₄转化为HNO₃的反应方程式。

（2） 以NH₃和CO₂为原料生产尿素的反应如下：

反应Ⅰ：2NH₃(l) ＋ CO₂(g) NH₂COONH₄(l)  Δ H₁ ＝ a kJ·mol^-1

反应Ⅱ：NH₂COONH₄(l) NH₂CONH₂(l) ＋ H₂O(l)  Δ H₂ ＝ b kJ·mol^-1

① 已知NH₃(l) NH₃(g)  Δ H₃ ＝ c kJ·mol^-1 反应2NH₃(g) ＋ CO₂(g) NH₂CONH₂(l) ＋ H₂O(l)  Δ H₄＝kJ·mol^-1(用含a、b、c的式子表示)，该反应能自发进行的主要原因是。

② 一定条件下，往恒容密闭容器中投入4 mol NH₃和 1 mol CO₂ ， 测得各组分物质的量随时间变化如图1。下列说法正确的是。

A．选择合适的碳氮比有利于提高产率

B．反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ小

C．过量氨气可以与反应生成的水结合，有利于尿素合成

D．气体物质的量不再变化时，反应达到平衡状态 

（3） 工业上利用氨气生产氢氰酸的反应为CH₄(g) + NH₃(g) HCN(g) + 3H₂(g)  Δ H>0

① 其他条件一定，达到平衡时NH₃转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是(填“温度”或“压强”)。

② 其它条件一定时，向2 L密闭容器中加入n mol CH₄和2 mol NH₃ ， 平衡时NH₃体积分数随n变化的关系如图所示。平衡常数K=（请写出计算过程）

（1） 硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为。当三氧化二铬红热时，要移去酒精灯，原因是：。

（2） 圆底烧瓶里的实验现象是，鼓入空气的作用是。

（3） 实验过程中，如果慢慢地鼓入空气，石蕊溶液的颜色。

（4） 实验结束后，在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体，写出生成该晶体的化学方程式：。

（5） 工业上要获得浓度较大的硝酸，往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸，然后（填一种操作名称）。

（6） 实验室里保存浓硝酸要用棕色瓶的原因是（用化学方程式表示）。

（1） NH₃催化氧化的方程式为。

（2） 装置图中虚线方框内必要仪器的名称和所盛试剂分别为。

（3） A处的玻璃导管设置成可上下抽动的原因。

（4） 实验中在D中观察到的实验现象是。

（5） E的作用是。

（1） Ⅰ.用消石灰和氯化铵固体制备NH₃

NH₃的发生装置应选择图中的（填字母代号），制备NH₃的化学方程式为。

（2） 欲收集一瓶干燥的NH₃ ， 选择图中的装置，其连接顺序为：发生装置→（按气流方向，用小写字母表示）。

（3） Ⅱ.设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。

实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是（填“吸热”或“放热”）反应，反应的化学方程式是。

（4） B中试剂为，NaOH溶液的作用是。

（5） 控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。

①当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟的化学式是。

②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH₃)：n(O₂)的最佳比例为。

（1） 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。

制取氨气时烧瓶中的X固体常用（写一种）。关闭a，将单孔塞（插有吸入水的胶头滴管）塞紧瓶口c，打开b，完成喷泉实验。电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2，则点时喷泉最剧烈，理由是。

（2） 用消石灰和氯化铵固体制备NH₃

NH₃的发生装置应选择上图中的（填大写字母代号），制备NH₃的化学方程式为；欲收集一瓶干燥的NH₃ ， 选择上图的装置，其连接顺序为：发生装置→。（按气流方向，用小写字母表示）。

（3） 设计了下图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。

①实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是（填“吸热”或“放热”）反应，B中试剂为，NaOH溶液的作用是；

②控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。

当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟的化学式是；欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上 的最佳比例为。

（1） 反应3Fe(s)+4H₂O(g) Fe₃O₄(s)+4H₂(g)，在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：

①保持体积不变，充入N₂使体系压强增大，其正反应速率，逆反应速率。

②保持压强不变，充入N₂使容器的体积增大，其正反应速率，逆反应速率。

（2） 海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg²⁺沉淀。该沉淀剂是(填“生石灰”或“盐酸”)。

（3） 盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间，质量增加，则浓硫酸表现出(填“吸水性”或“脱水性”)。

（4） 浓硫酸与碳共热时发生反应2H₂SO₄(浓)+C CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，在该反应中，浓硫酸表现出，氧化产物是。

（5） 足量的Fe和稀硝酸反应的离子方程式为。