Question

【题目】“无论从经济的发展还是人类的进步而言，合成氨的发明都是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一．”图1是与NH3相关的工业过程示意图．

已知CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJmol﹣1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣571.6kJmol﹣1
（1）请写出CH4（g）与O2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学反应方程式 ．
（2）在生产过程中，会涉及H2和CO2的分离．你认为可取的方法是（填序号）．
a．在加压条件下用水吸收CO2 b．用NaOH溶液吸收CO2 c．加压，使CO2液化
（3）合成尿素的反应是分作两步进行的：
①CO2（g）+2NH3（g）═H2NCOONH4（aq） （氨基甲酸铵）△H=﹣159.47kJmol﹣1
②H2NCOONH4（aq）═CO（NH2）2（aq）+H2O（l）△H=﹢28.49kJmol﹣1
在生产条件下，单位时间内获得尿素的产量与压强和n（NH3）：n（CO2）的关系如图2所示．生产过程中n（NH3）：n（CO2）的最佳配比为 ， 而实际生产条件下，往往使n（NH3）：n（CO2）≥3，这是因为、 ． 在得到的尿素溶液中会含有少量的氨基甲酸铵，除去这种杂质最简便的方法是 ．
（4）将氨分为两部分，一部分经逐级氧化吸收转化为硝酸，另一部分又与HNO3反应生成NH4NO3 ． 若HNO3与NH3的反应是完全的，有标准状况下50LNH3经上述反应过程生成84g NH4NO3 ． 则NH3逐级转化为HNO3的转化率为 ．

Answer 1

【答案】
（1）2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=﹣70.8kJ/mol
（2）c
（3）2：1；有利于提高CO2的转化率，因为NH3极易溶于水；便于分离、回收利用；加热
（4）89%
【解析】解：（1.）①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣571.6kJ/mol，
根据盖斯定律，CH4（g）与O2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学反应方程式为：①×2﹣②﹣③×2
即2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=﹣70.8kJ/mol，
所以答案是：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=﹣70.8kJ/mol；
（2.）a．因为二氧化碳在水中的溶解性比较小，所以不可用水吸收，故错误；
b．用NaOH溶液吸收CO2 ， 会引入新的杂质，故错误；
c．加压，使CO2液化，分离出氢气，故正确；
所以答案是：c；
（3.）根据图象分析生产过程中n（NH3）：n（CO2）的最佳配比为2：1；因为二氧化碳的溶解性比较小，所以实际生产往往要增大氨气的量，有利于提高CO2的转化率；因为CO2（g）+2NH3（g）H2NCOONH4（aq）△H=﹣159.47kJ/mol，所以除去这种杂质最简便的方法是加入升温，使平衡逆向移动；
所以答案是：2：1；有利于提高CO2的转化率，因为NH3极易溶于水，便于分离、回收利用；加热；
（4.）根据有标准状况下50LNH3即 =2.23mol，经上述反应过程生成84g NH4NO3即 =1.05mol，所以生成硝酸铵的氨气和硝酸各1.05mol，而硝酸又是由剩余的氨气生成的，所以2.23mol﹣1.05mol=1.18mol氨气生成1.05mol的硝酸，根据氮守恒则NH3～HNO3 ， 所以NH3转化为HNO3的转化率 ×100%=89%，
所以答案是：89%．