氮元素及其化合物在國防科學技術(shù)生產(chǎn)中有重要應用．
（1）寫出實驗室制NH3的化學反應方程式
 
．
（2）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣．氮氣是從空氣中分離出來的，氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出以天然氣為原料制取氫氣的化學反應方程式
 
．
（3）在合成氨的原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應來實現(xiàn)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，反應達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有
 
，已知1000K時該反應的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%，則起始物中，c（H2O）﹕c（CO）不低于
 
，
精英家教網(wǎng)
（4）在容積為2L容器中發(fā)生反應CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知c（CO）與反應時間t變化曲線Ⅰ，若在t0時刻將容器的體積擴大至4L，請在圖1中繪出c（CO）與反應時間t變化曲線Ⅱ．
（5）工業(yè)上尿素CO（NH2）2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學反應方程式為
 
．
（6）合成尿素，當氨碳比
n(NH3)n(CO2)
=4，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖2所示．
①A點的逆反應速率v逆（CO2）
 
B點的正反應速率為v正（CO2）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為
 
．
分析：（1）堿與鹽反應生成新堿和新鹽，堿和銨鹽生成氨氣； 
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒進行解答；
（3）提高CO的轉(zhuǎn)化率可以使平衡正向進行，根據(jù)化學平衡移動原理來回答判斷；根據(jù)平衡常數(shù)用三段式法計算；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），是一反應前后氣體體積不變的反應，當把2L容器中t0時c（CO）=2.0mol/L，在t0時刻將容器的體積擴大至4L，此時c（CO）=1.0mol/L，平衡不移動，各濃度未原平衡時的
1
2
；
（5）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根據(jù)元素守恒可知，同時還有H2O生成，配平書寫方程式；
（6）①由CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化圖可知在A點時反應還未達到平衡狀態(tài)，反應仍將繼續(xù)正向進行；
②設CO2的初始物質(zhì)的量為a，則NH3的初始物質(zhì)的量為4a，由圖可知，CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，故轉(zhuǎn)化的二氧化碳為0.6a，根據(jù)方程式計算轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算．
解答：解：（1）實驗室用氯化銨和堿石灰反應制取氨氣，反應為：Ca（OH）2+2NH4Cl
  △  
.
 
2NH3↑+CaCl2+2H2O，
故答案為：Ca（OH）2+2NH4Cl
  △  
.
 
2NH3↑+CaCl2+2H2O；
（2）甲烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應；生成氫氣和一氧化碳或二氧化碳，根據(jù)質(zhì)量守恒，即可得出CH4+H2O
催化劑
.
△
CO+3H2 （或CH4+2H2O
催化劑
加熱
CO2+4H2），
故答案為：CH4+H2O
催化劑
.
△
CO+3H2 （或CH4+2H2O
催化劑
加熱
CO2+4H2）；
（3）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0表明正反應為放熱反應，降低溫度，化學平衡向著放熱方向即正向進行，或吸收除去二氧化碳化學平衡正向移動，
設CO的起始濃度為xmol，H2O的起始濃度為ymol，則轉(zhuǎn)化的CO的最小值為0.9x，
    CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始 x      y         0       0
變化 0.9x   0.9x     0.9x    0.9x
平衡 0.1x  y-0.9x    0.9x    0.9x
根據(jù)平衡常數(shù)列式：
(0.9x)2
0.1x×(y-0.9x)
=0.627，
解得：
y
X
=13.8．故此只要此值大于13.8，轉(zhuǎn)化率就會超過90%．
故答案為：適當降低溫度或吸收除去二氧化碳；13.8；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），是一反應前后氣體體積不變的反應，當把2L容器中t0時c（CO）=2.0mol/L，在t0時刻將容器的體積擴大至4L，此時c（CO）=1.0mol/L，平衡不移動，各濃度未原平衡時的
1
2
，c（CO）與反應時間t變化曲線為：精英家教網(wǎng)，
故答案為：精英家教網(wǎng)；

（5）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根據(jù)元素守恒可知，同時還有H2O生成，化學方程式為：2NH3+CO2
 一定條件 
.
 
CO（NH2）2+H2O，
故答案為：故答案為：2NH3+CO2
 一定條件 
.
 
CO（NH2）2+H2O；
（6））①由CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化圖可知在A點時反應還未達到平衡狀態(tài)，反應仍將繼續(xù)正向進行，故v逆（CO2）小于B點平衡時的化學反應速率，
故答案為：＜；
②設CO2的初始物質(zhì)的量為a，則NH3的初始物質(zhì)的量為4a，由圖可知，CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，故轉(zhuǎn)化的二氧化碳為a×60%=0.6a，根據(jù)方程式可知，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為0.6a×2=1.2a，故平衡時氨氣的轉(zhuǎn)化率定為
1.2a
4a
×100%=30%，
故答案為：30%．
點評：本題較為綜合，從多個角度考查外界條件對化學平衡的影響、化學平衡圖象、化學平衡計算等，側(cè)重考查化學平衡移動在化學工藝中的應用以及化學平衡計算，題目難度中等．
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相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

（2010?海南模擬）碳、氮元素及其化合物與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)．試回答下列有關(guān)問題：
（1）下圖是1molNO2和1molCO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式
NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
．

（2）NH3極易溶于水，其水溶液俗稱氨水．用水稀釋0.1mol?L-1的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是
BD
BD
（填序號）．
A．
c(N
H
+
4
)?c(OH-)
c(NH3?H2O)
   B．
c(NH3?H2O)
c(OH-)

C．c（H+）?c（OH-）     D．
c(OH-)
c(H+)
   
（3）標準狀況下，將1.12LCO2通入100mL 1mol?L-1的NaOH溶液中，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為
c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）
c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）
；
（4）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．當反應達到平衡時不斷改變條件（不改
變N2、H2和NH3的量），下圖表示反應速率與反應過程的關(guān)系，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是
t0～t1
t0～t1
．

（5）甲烷燃料電池中發(fā)生的化學反應為：CH4+2O2=CO2+2H2O，該電池的電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，寫出其負極的電極反應式
CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

現(xiàn)代高速發(fā)展的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮元素及其化合物在某些領域有著重要的作用．請回答下列問題：
（1）氮元素基態(tài)原子的價電子排布式為
 

（2）氮氣化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，是由于分子中氮原子之間存在著
 
個σ鍵和
 
π鍵
（3）在周期表中，磷與氧和氮元素相鄰，試比較：
氮原子的第一電離能
 
（填大于、小于或等于）氧原子的第一電離能，原因是
 

（4）工業(yè)生產(chǎn)中，以液態(tài)形式儲存氮的氫化物，其原因是：
 

（5）2008的秋天，毒奶粉事件震驚全國，這主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺（精英家教網(wǎng)）．
列關(guān)于三聚氰胺分子的說法中正確的是
 
．
A．所有碳原子采用sp2雜化，所有氮原子采用sp3雜化
B．一個分子中共含有15個σ鍵
C．屬于極性分子，故極易溶于水
D．形成的晶體熔點較高．

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年湖北省八市高三三月聯(lián)考理綜化學試卷（解析版） 題型：填空題

氮元素及其化合物在國防科學技術(shù)生產(chǎn)中有重要應用。

（1）寫出實驗室制NH3的化學反應方程式　　　　　　　　　　　　　　　???????????

（2）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的，氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出以天然氣為原料制取氫氣的化學反應方程式　　　　　?? 　　　　　　　　。

（3）在合成氨的原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應來實現(xiàn)：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) △H＜0，反應達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有　　　　　???????????????????????????? 　，已知1000K時該反應的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%，則起始物中，c(H2O)﹕c(CO)不低于　　　　　　，

（4）在容積為2L容器中發(fā)生反應CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g)，已知c(CO)與反應時間t變化曲線Ⅰ

若在t0時刻將容器的體積擴大至4L，請在答題卡圖中繪出c(CO)與反應時間t變化曲線Ⅱ

（5）工業(yè)上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學反應方程式為　　　　　　　　

（6）合成尿素時，當氨碳比=4，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如右圖所示．

　①A點的逆反應速率v逆(CO2)　 B點的正反應速率為v正(CO2)（填“＞”、“＜”或“＝”）

　②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為　　　　　　 。

 

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年上海市普陀區(qū)高三上學期質(zhì)量調(diào)研化學試卷（解析版） 題型：填空題

氮元素的化合物在工農(nóng)業(yè)以及國防科技中用途廣泛，但也會對環(huán)境造成污染，如地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。

完成下列填空：

（1）某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3(aq)反應探究脫氮原理。實驗前

①用0.1mol·L-1H2SO4(aq)洗滌Fe粉，其目的是                         ，然后用蒸餾水洗滌至中性；

②將KNO3(aq)的pH調(diào)至2.5；

③為防止空氣中的         （寫化學式）對脫氮的影響，應向KNO3溶液中通入N2。

（2）用足量Fe粉還原上述KNO3(aq)過程中，反應物與生成物的離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系如圖所示。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應的離子方程式：                                    。

（3）神舟載人飛船的火箭推進器中常用肼（N2H4）作燃料。NH3與NaClO反應可得到肼（N2H4），該反應中被氧化與被還原的元素的原子個數(shù)之比為                 。如果反應中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可得到肼          g。

（4）常溫下向25mL 0.01mol/L稀鹽酸中緩緩通入5.6 mL NH3（標準狀況，溶液體積變化忽略不計），反應后溶液中離子濃度由大到小的順序是                      。在通入NH3的過程中溶液的導電能力             （填寫“變大”、“變小”或“幾乎不變”）。

（5）向上述溶液中繼續(xù)通入NH3，該過程中離子濃度大小關(guān)系可能正確的是       （選填編號）。

a．c(Cl-)=c(NH4+)＞c(H+)=c(OH-)        b．c(Cl-)＞c(NH4+)=c(H+)＞c(OH-)

c．c(NH4+)＞c(OH-)＞c(Cl-)＞c(H+)      d．c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(Cl-)

（6）常溫下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至過量，該過程中水的電離平衡                                  （填寫電離平衡移動情況）。當?shù)渭影彼?5mL時，測得溶液中水的電離度最大，則氨水的濃度為                   mol·L-1。

 

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