【題目】合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破,其反應(yīng)原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1。一種工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)式流程圖如下:
(1)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫(xiě)出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________。
(2)步驟Ⅱ中制氫氣的原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
對(duì)于反應(yīng)①,一定可以提高平衡體系中H2的百分含量,又能加快反應(yīng)速率的措施是_________。
a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強(qiáng)
利用反應(yīng)②,將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,可提高H2的產(chǎn)量。若1 mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng),得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合氣體,則CO的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)圖(a)表示500 ℃、60.0 MPa條件下,原料氣投料比與平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù):_________。
(4)依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響,在圖(b)坐標(biāo)系中,畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi),從通入原料氣開(kāi)始,隨溫度不斷升高,NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。_____
(5)上述流程圖中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號(hào))_________。簡(jiǎn)述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法:______________________________________。
【答案】 2NH4HS+O22NH3·H2O+2S↓ a 90% 14.5% Ⅳ 對(duì)原料氣加壓;分離液氨后,未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)使用
【解析】(1)H2S雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS,一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,反應(yīng)過(guò)程中生成一水合氨,依據(jù)原子守恒和電子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為:2NH4HS+O22NH3·H2O+2S↓(2)反應(yīng)①CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJmol-1,是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),一定可以提高平衡體系中H2百分含量,說(shuō)明平衡正向進(jìn)行,又能加快反應(yīng)速率,說(shuō)明影響反應(yīng)速率的條件可以是升溫、加壓、增大濃度等,分析反應(yīng)特征可知反應(yīng)正向進(jìn)行且反應(yīng)速率增大的只有升溫平衡向吸熱反應(yīng)進(jìn)行,平衡正向進(jìn)行反應(yīng)速率增大;a.反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率增大,平衡正向進(jìn)行,平衡體系中H2百分含量增大,故a符合;b.增大水蒸氣濃度,平衡正向進(jìn)行,反應(yīng)速率增大,但平衡體系中H2百分含量不一定增大,故b不符合;c.加入催化劑,改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡,反應(yīng)速率增大,氫氣百分含量不變,故c不符合;d.降低壓強(qiáng),反應(yīng)速率減小,平衡逆向進(jìn)行,氫氣百分含量減小,故d不符合;故選a;
利用反應(yīng)②,將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,可提高H2產(chǎn)量,若1mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)中 CO為0.2mol,H2的物質(zhì)的量為0.8mol,與H2O反應(yīng),得到1.18mol CO、CO2和H2的混合氣體,依據(jù)反應(yīng)前后氣體體積不變,增加的部分應(yīng)該是起始的水蒸氣的物質(zhì)的量為0.18mol,設(shè)轉(zhuǎn)化的一氧化碳的物質(zhì)的量為x,
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJmol-1
起始量(mol) 0.20.18+x 00.8
變化量(mol) xxxx
平衡量(mol)0.2-x 0.18 xx+0.8
則0.2-x+x+x+0.8=1.18,x=0.18
則CO轉(zhuǎn)化率為;
(3)依據(jù)反應(yīng)特征N2+3H2=2NH3 △V
1 3 2 2
平衡體積 V V
即反應(yīng)前后氣體體積減小為生成氨氣的體積,相同條件下,氣體體積比等于氣體物質(zhì)的量之比,圖象分析可知平衡狀態(tài)氨氣體積含量42%,設(shè)平衡混合氣體體積為100,氨氣為體積42,則反應(yīng)前氣體體積100+42=142,氮?dú)夂蜌錃獍凑?/span>1:3混合,氮?dú)怏w積=142/4=35.5,依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)的氮?dú)怏w積為21,平衡狀態(tài)氮?dú)鉃?/span>35.5-21=14.5,則氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)為14.5%;
(4)合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),開(kāi)始反應(yīng),氨氣物質(zhì)的量增大,達(dá)到平衡狀態(tài),繼續(xù)升溫,平衡逆向進(jìn)行,氨氣物質(zhì)的量減小,在圖(b)坐標(biāo)系中,畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi),從通入原料氣開(kāi)始,隨溫度不斷升高,NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖
(5)分析流程合成氨放熱通過(guò)Ⅳ熱交換器加熱反應(yīng)混合氣體,使反應(yīng)達(dá)到所需溫度,提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率,依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析,分離出氨氣促進(jìn)平衡正向進(jìn)行,把平衡混合氣體中氮?dú)夂蜌錃庵匦卵h(huán)使用,提高原理利用率.
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列屬于碳骨架異構(gòu)的是( )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH2=CHCH2CH3和CH3CH=CHCH3
C.順-1,2-二氯乙烯和反-1,2-二氯乙烯
D.CH3CH2CH2COOH 和CH3COOCH2CH2
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲烷和乙炔的混合氣體20 mL,完全燃燒需45 mL氧氣(同溫同壓下),則此混合氣體中甲烷和乙炔的體積比是( )
A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.4∶1
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等密切相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是
A.《格物粗談》記載“紅柿摘下未熟,每籃用木瓜三枚放入,得氣即發(fā),并無(wú)澀味!蔽闹械摹皻狻笔侵秆鯕
B.中國(guó)天眼FAST用到的碳化硅是一種新型的有機(jī)高分子材料
C.利用肥皂水處理蚊蟲(chóng)叮咬,主要是利用肥皂水的弱堿性
D.食品包裝盒中的生石灰或鐵粉,都可以起到抗氧化作用
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氰化鈉(NaCN)是一種重要的化工原料,用于電鍍、冶金和有機(jī)合成醫(yī)藥,農(nóng)藥及金屬處理等方面。
已知:氰化鈉為白色結(jié)晶顆;蚍勰,易潮解,有微弱的苦杏仁氣味,劇毒。熔點(diǎn)563.7℃,沸點(diǎn)1496℃。易溶于水,易水解生成氰化氫,水溶液呈強(qiáng)堿性。
(1)氰化鈉中氮元素的化合價(jià)是______,用離子方程式表示NaCN溶液呈強(qiáng)堿性的原因:________。
(2)已知:
物質(zhì) | HCN | H2CO3 |
電離平衡常數(shù)(25℃) | Ka=6.2×10-10 | Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11, |
則向NaCN溶液通入少量CO2反應(yīng)的離子方程式:_______________。
(3)用下圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液PH為9~10,陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無(wú)污染的氣體,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是________________。
A.用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極
B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O
C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e- =H2↑+2OH-
D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+ =N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
(4)氰化鈉可用雙氧水進(jìn)行消毒處理。
用雙氧水處理氰化鈉產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________;
(5)過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì),也可用于含氰廢水的消毒處理。
① 下列物質(zhì)中,不會(huì)引起過(guò)碳酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)的有___________。
A. FeC13 B. CuSO4 C. Na2SiO3 D. KCN
② 已知 6KMnO4 + 5(2Na2CO3·3H2O2)+19H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O.現(xiàn)稱取0.2000g 過(guò)碳酸鈉樣品于250mL 錐形瓶中,加50mL蒸溜水溶解,再加50mL 2.0000molL-1H2SO4,用0.0200 molL-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗30.00mL,則產(chǎn)品中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知斷開(kāi)1 mol H2中的化學(xué)鍵需要吸收436kJ的能量,斷開(kāi)1 mol Cl2中的化學(xué)鍵需要吸收243kJ的能量,而形成1mol HCl分子中的化學(xué)鍵要釋放431kJ的能量,則1mol氫氣與1mol氯氣反應(yīng)時(shí)能量變化為
A.吸收183kJ B.吸收366kJ C.放出183kJ D.放出366kJ
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用硝酸氧化淀粉水解的產(chǎn)物(C6H12O6)可以制備草酸,裝置如下圖所示(加熱、攪拌和儀器固定裝置均己略去)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
①將1∶1的淀粉水乳液與少許硫酸(98%)加入燒杯中,水浴加熱至85℃~90℃,保持30 min,得到淀粉水解液,然后逐漸將溫度降至60℃左右;
②將一定量的淀粉水解液加入三頸燒瓶中;
③控制反應(yīng)液溫度在55~60℃條件下,邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2:1.5)溶液;
④反應(yīng)3h左右,冷卻,減壓過(guò)濾后得草酸晶體粗品,再重結(jié)晶得草酸晶體。
硝酸氧化淀粉水解液過(guò)程中可發(fā)生下列反應(yīng):
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)①加入少許98%硫酸的目的是:_____________________。
(2)冷凝水的進(jìn)口是________(填a或b);實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過(guò)快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)量下降,其原因是______________________。
(3)裝置B的作用是___________,為使尾氣被充分吸收,C中的試劑是___________。
(4)重結(jié)晶時(shí),將草酸晶體粗品經(jīng)I加熱溶解、Ⅱ趁熱過(guò)濾、Ⅲ冷卻結(jié)晶、Ⅳ過(guò)濾洗滌、Ⅴ干燥等實(shí)驗(yàn)步驟,得到較純凈的草酸晶體。該過(guò)程中可將粗品中溶解度較大的雜質(zhì)在_________(填上述實(shí)驗(yàn)步驟序號(hào))時(shí)除去;而粗品中溶解度較小的雜質(zhì)最后留在_______(填“濾紙上”或“濾液中”)。
(5)將產(chǎn)品在恒溫箱內(nèi)約90℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸。稱取一定量該樣品加適量水完全溶解,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定,反應(yīng)的離子方程式為_________________。 滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖所示,則消耗KMnO4溶液的體積為_________。
(6)已知草酸是一種二元弱酸,草酸氫鈉溶液(NaHC2O4)顯酸性。常溫下,向10 mL0.01 mol L -1IH2C2O4溶液中加入10mL0.01mol·L-1NaOH溶液時(shí),溶液中各種離子的濃度由大到小的順序?yàn)?/span>________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】
尼龍是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新,它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破,同時(shí)也是高分子化學(xué)的一個(gè)重要里程碑。下圖是以1,3—丁二烯為原料來(lái)合成尼龍66的路線:
已知:
③A存在順?lè)串悩?gòu)
根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題:
(1)下列關(guān)于有機(jī)高分子化合物的說(shuō)法正確的是________。
A.有機(jī)高分子化合物均可水解為小分子
B.淀粉和纖維素的分子式均為(C6H10O5)n,它們互為同分異構(gòu)體
C.蛋白質(zhì)的鹽析過(guò)程是物理變化
D.因蛋白質(zhì)在高溫下易變性,所以疫苗保存時(shí)需冷藏
(2)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________,A→B的反應(yīng)類型為___________。
(3)D中所含官能團(tuán)的名稱為_______________________。
(4)寫(xiě)出C+E→F的化學(xué)方程式______________。
(5)與E官能團(tuán)相同的同分異構(gòu)體有______種(不包括E),寫(xiě)出其中核磁共振氫譜有4組吸收峰且峰面積之比為2:4:1:3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________________。
(6)已知:
以CH2=CH2為原料,其他無(wú)機(jī)試劑任選合成
結(jié)合本題信息寫(xiě)出合成路線_____________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 常溫常壓下,56 g乙烯和丙烯的混合氣中含有的碳原子數(shù)為4NA
B. 1.2 g NaHSO4晶體中含有的陽(yáng)離子和陰離子的總數(shù)為0.03NA
C. 12 g金剛石中含有的共價(jià)鍵數(shù)為4NA
D. 1 mol Fe2+與足量的H2O2溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移2NA個(gè)電子
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com