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CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47kJ·mol-1②NH2CO2N
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 2 CO 2 NH 4 (s);ΔH=-159.47 kJ·mol -1
②NH 2 CO 2 NH 4 (s)=CO (NH 2 ) 2 (s)+H 2 O(g);ΔH=a kJ·mol -1
③2NH 3 (g)+CO 2 (g)=CO(NH 2 ) 2 (s)+H 2 O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol -1
则a为 。
(2)反应2NH 3 (g)+CO 2 (g) CO(NH 2 ) 2 (l)+H 2 O(g)在合成塔中进行。下图中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 2 O)/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 (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 。
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO 2 +H 2 O=2HNO 2 2HNO 2 +CO(NH 2 ) 2 =2N 2 ↑+CO 2 ↑+3H 2 O。
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)= (空气中氧气的体积含量大约为20%)。
②下图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 %。
(4)下图表示使用新型电极材料,以N 2 、H 2 为电极反应物,以HCl-NH 4 Cl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 。生产中可分离出的物质A的化学式为 。
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