项目12 工业化合成氨-走向真实情境的项目化学习（化学实验）

参 考 答 案 469 根据平衡常数的含义可得该温度下的反应平衡常数K = 1.62×0.8 0.42×0.42 = 80。 当该可逆反应达到平衡时v正 = v逆，根据v = v正 - v逆= k正c 2（NO）c2（CO）- k逆c 2（CO2）c（N2），可得 k正 k逆 = K。根据 v正= k正c 2（NO）c2（CO），v逆 = k逆c 2（CO2） c（N2），在 a 点，c（NO）=c（CO）=1.2 mol·L −1，根据物质反应时的物质的量关系可 知，此时c（CO2）= 0.8 mol·L −1，c（N2）= 0.4 mol·L −1，则 v正 v逆 = k正×1.2 2×1.22 k逆×0.8 2×0.4 = 80× 1.22×1.22 0.82×0.4 = 648。 （3）① 尿素[CO(NH2)2 ]作还原剂还原NO2，反应生成氮气、二氧化碳和水，反 应的化学方程式为4CO(NH2)2 + 6NO2 4CO2 + 7N2 + 8H2O。 ② 由图像可知SNCR技术脱硝的最佳温度为925 ℃左右，温度太高，会降低催 化剂活性。当体系温度约为925 ℃时，SNCR脱硝率最高，其可能的原因是温度较低 时，化学反应速率慢，达到平衡所需的时间过长，生产效率低下；温度过高，催化剂 活性降低，且升高温度有利于反应向吸热的逆反应方向进行，不利于脱硝技术消除烟 气中的氮氧化物。 点睛：（1）根据盖斯定律确定热化学方程式。 （2）①根据“先拐先平数值大”确定T1、T2的大小，再结合温度对平衡移动的影 响分析。 ② 根据平衡常数的表达式，结合平衡三段式进行计算；由a点的浓度值计算此时 c（NO）、c（CO）、c（CO2）和c（N2），并结合所给式子进行计算。 （3）① 尿素与NO2反应，生成CO2、N2和H2O，据此写出反应的化学方程式。 ② 结合温度对催化剂活性和反应速率、平衡移动的影响分析。 项目12 【学习理解】 1.（1）① 固氮作用 细菌分解 ② N2 + O2 2NO （2）① N2 + 3H2 2NH3 ② 2NH3 + CO2 CO(NH2)2 + H2O （3）①Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ ② 化肥的过量使用 水体富营养化（或赤潮、酸雨、 光化学烟雾、臭氧层空洞等其他合理答案） 高温、高压 催化剂 高温、高压 Chemical 化 学 走向真实情境的项目化学习 470 （4）合理施肥或含氮废液处理后再排放或植树绿化等 2. B 3. C 【应用实践】 4. B 5.（1）36 kJ·mol−1 −63 kJ·mol−1 （2）① 不是 温度越高，化学反应速率越快 升高温度，反应 i 逆向移动，催 化剂催化活性降低 ② AC （3）① II ② CO加入促进反应 ii 逆向移动， CO2和H2的量增加，水蒸气的量减 少。 【迁移创新】 6.（1）+ 48.9 （2）① 788.5 ② 温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，都会使CO浓 度升高 （3）A CH2O （4）① 反应温度越高，水醇比越大，甲醇的转化率越大 ② 7.（1）① 122.6 ② A ③ 623 K ④ c、b、a （2）① 1 ② 相同条件下，温度过高，CO的体积分数较高；温度过低，反应速率较小 相同条件下，水醚比＜3，CO的体积分数过高；水醚比＞6，H2含量过低 项目13 【学习理解】 1. C 2. B 3. D 4. C 200 1.1 60 70 80 90 100 2 3 4 5 225 250 275 300 T /℃ S / M 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.5 化 学 基于真实情境的项目式教学 Chemical 项目检测 【学习理解】 1.氮的循环示意图如下： 大气中 的氮 制造蛋白质 动物摄食 雷电作用 人工固氮 动物排泄物 植 固氮作用 及遗体 遗体 被 细菌分解 (豆科植物的根瘤)》 氨或铵盐 吸 亚硝酸盐 硝酸盐 (1)在农业工业化前，自然界中的固氮作用与脱氮作用基本平衡。 ①此时大气中的氮气进行氮循环是通过雷电作用和 含氮化 合物被 消耗产生氮气进入大气。 ②雷电固氮的化学方程式为 (2)人工固氮工业： ①工业上合成氨的化学方程式为 ②以氨和二氧化碳为原料，在高温、高压下合成尿素[CO(NH2),], 此反应的化学方程式为 0 (3)在农业工业化后，氮肥对粮食增产的贡献率占50%左右。 ①初期，人类的生产活动没有破坏氮平衡，增加的氮进入 循 环（填图中罗马数字）。 ②后来，人类的生产活动破坏了氨平衡，主要的原因是 对 344 工业化合成氨 项012 环境造成的影响是 (4)为维持氮循环平衡，我们可采取的措施是 2.电催化N,还原制NH的一种反