(2013?江苏二模)氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点.
(1)以CO
2与NH
3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH
3(g)+CO
2(g)=NH
2CO
2NH
4(s);△H=-159.47kJ?mol
-1②NH
2CO
2NH
4(s)=CO(NH
2)
2(s)+H
2O(g);△H=a kJ?mol
-1③2NH
3(g)+CO
2(g)=CO(NH
2)
2(s)+H
2O(g);△H=-86.98kJ?mol
-1则a为
+72.49
+72.49
.
(2)反应2NH
3(g)+CO
2(g)?CO(NH
2)
2(l)+H
2O(g) 在合成塔中进行.图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n(NH
3)/n(CO
2)]和水碳比[n(H
2O)/n(CO
2)]投料时二氧化碳转化率的情况.
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为:A.0.6~0.7 B.1~1.1 C.1.5~1.61
生产中应选用水碳比的数值为
A
A
(选填序号).
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是
氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本
氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本
.
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO
2+H
2O=2HNO
2 2HNO
2+CO(NH
2)
2=2N
2↑+CO
2↑+3H
2O.
①当烟气中NO、NO
2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳.若烟气中V(NO):V(NO
2)=5:1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气):V(NO)=
1:1
1:1
(空气中氧气的体积含量大约为20%).
②图2是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为
5
5
%.
(4)图3表示使用新型电极材料,以N
2、H
2为电极反应物,以HCl-NH
4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+
.生产中可分离出的物质A的化学式为
NH4Cl
NH4Cl
.