合成氨是人類(lèi)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) ΔH=-92.4 kJ·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:
ⅰCH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
ⅱCO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
①對(duì)于反應(yīng)ⅰ,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)
②利用反應(yīng)ⅱ,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_(kāi)___________。
(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。
(1)2NH4HS+O2=2NH3·H2O+2S↓
(2)a 90%
(3)14.5%
(4)
【解析】試題分析:(1)由題意可知為空氣中的O2將-2價(jià)硫氧化為單質(zhì)硫,同時(shí)“吸收液再生”說(shuō)明生成NH3·H2O,所以其化學(xué)方程式為2NH4HS+O2=2NH3·H2O+2S↓。(2)①、反應(yīng)i為氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)速率增大,且平衡正向移動(dòng),H2的百分含量增大,a對(duì)。增大水蒸氣濃度雖可使反應(yīng)速率增大以及平衡右移,但產(chǎn)物H2的百分含量卻減小,b錯(cuò);催化劑不能改變反應(yīng)限度,即不能改變H2的百分含量,c錯(cuò);降低壓強(qiáng)使平衡右移,但反應(yīng)速率減小,d錯(cuò);②、CO與H2的混合氣體與水蒸氣的反應(yīng)中,反應(yīng)體系中的氣體的物質(zhì)的量不變,而1 molCO與H2的混合氣體參加反應(yīng)生成1.18 mol CO、CO2和H2,說(shuō)明有水蒸氣0.18 mol參加了反應(yīng),則根據(jù)方程式ii可知參加反應(yīng)的CO也為0.18 mol,其轉(zhuǎn)化率為×100%=90%。(3)由圖a知當(dāng)N2與H2物質(zhì)的量比為1∶3時(shí),NH3的平衡體積分?jǐn)?shù)最大為42%。設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的N2的物質(zhì)的量為x mol,則:
N2+3H22NH3
起始(mol): 1 3 0
轉(zhuǎn)化(mol): x 3x 2x
平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x
×100%=42%,則x=0.59
則平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)為×100%=14.5%。
(4)作圖時(shí)要注意開(kāi)始時(shí)NH3物質(zhì)的量不斷增多,是因?yàn)榉磻?yīng)正向進(jìn)行,達(dá)到一定程度后反應(yīng)達(dá)到平衡而此時(shí)溫度繼續(xù)升高,平衡逆向移動(dòng),NH3的物質(zhì)的量減小。
考點(diǎn): 了解N、S單質(zhì)及其重要化合物及應(yīng)用,了解化學(xué)平衡的原理,認(rèn)識(shí)并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。 了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015廣東省廣雅等四校高二上學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
T℃時(shí),向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol COCl2,反應(yīng)COCl2(g)Cl2(g) + CO(g),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表:
t / s | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
n(Cl2) / mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0. 20 | 0.20 |
下列說(shuō)法正確的是
A.反應(yīng)在前2 s 的平均速率v(CO) = 0.080 mol·L-1·s-1
B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(Cl2) = 0.11 mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH < 0
C.T℃時(shí)起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.20 mol Cl2和0.20 mol CO,達(dá)平衡前v正 > v逆
D.恒溫恒容下,平衡后向體系內(nèi)加入少量惰性氣體,氯氣的濃度不變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015學(xué)年湖南省益陽(yáng)市高一上學(xué)期期中考試化學(xué)卷(解析版) 題型:填空題
(7*1分)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案,以分離KCl和BaCl2兩種固體混合物,試回答下列問(wèn)題:
(1)操作①的名稱(chēng)是 ,操作②的名稱(chēng)是 。
(2)試劑a是 ,試劑b是 ,固體B是 。(填化學(xué)式)
(3)加入試劑a所發(fā)生的離子方程式為: 。
加入試劑b所發(fā)生的離子方程式為: 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015學(xué)年湖南省益陽(yáng)市高一上學(xué)期期中考試化學(xué)卷(解析版) 題型:選擇題
下列說(shuō)法正確的是
A.硫酸、純堿、硝酸鈉和生石灰分別屬于酸、堿、鹽和氧化物
B.根據(jù)元素種類(lèi)的多少將物質(zhì)分為純凈物和混合物
C.通常情況下,若發(fā)生反應(yīng)A2 + 2B-= 2A-+ B2,則氧化劑是A2
D.碳酸氫鈉在水中的電離方程式:NaHCO3=Na++H++CO32-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015學(xué)年湖南省益陽(yáng)市高一上學(xué)期期中考試化學(xué)卷(解析版) 題型:選擇題
在自來(lái)水蒸餾實(shí)驗(yàn)中,下列操作敘述不正確的是
A.在蒸餾燒瓶中盛約1/2體積的自來(lái)水,并放入幾粒碎瓷片
B.將溫度計(jì)水銀球插到蒸餾燒瓶中的自來(lái)水中
C.冷水應(yīng)從冷凝管下口進(jìn),上口出
D.收集到的液體取少量滴入硝酸銀和稀硝酸,無(wú)明顯現(xiàn)象
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015學(xué)年河南省新密市高三第三次月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物質(zhì)的量投料,測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.溫度:T1>T2>T3
B.正反應(yīng)速率:υ(a)>υ(c) υ(b)>υ(d)
C.平衡常數(shù):K(a)>K(c) K(b)=K(d)
D.平均摩爾質(zhì)量:M(a)<M(c) M(b)>M(d)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015學(xué)年河南省新密市高三第三次月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
為實(shí)現(xiàn)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)康,依?jù)下表提供的主要儀器,所用試劑合理的是
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> | 主要儀器 | 試劑 |
A | 分離Br2和CCl4混合物 | 分液漏斗、燒杯 | Br2和CCl4混合物、蒸餾水 |
B | 鑒別葡萄糖和蔗糖 | 試管、燒杯、酒精燈 | 葡萄糖溶液、蔗糖溶液、銀氨溶液 |
C | 實(shí)驗(yàn)室制取H2 | 試管、帶導(dǎo)管的橡皮塞 | 鋅粒、稀HNO3 |
D | 測(cè)定NaOH溶液濃度 | 滴定管、錐形瓶、燒杯 | NaOH溶液,0.1000mol/L鹽酸 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015福建省高二上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
松油醇是一種天然有機(jī)化合物,存在于芳樟油、玉樹(shù)油及橙花油等天然植物精油中,具有紫丁香香氣。松油醇結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)松油醇的敘述正確的是
A.松油醇的分子式為C10H20O
B.它屬于芳香醇
C.松油醇分子在核磁共振氫譜中有7個(gè)吸收峰
D.松油醇能發(fā)生消去反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015福建省龍巖市一級(jí)達(dá)標(biāo)校高二上學(xué)期期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
已知25 ℃時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸化學(xué)式 | HF | HClO | H2CO3 |
電離平衡常數(shù) | 6.8×10-4 | 4.7×10-8 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
下列推斷正確的是
A.常溫下,同物質(zhì)的量濃度NaClO與NaHCO3溶液,前者的pH較小
B.若某溶液中c(F—)=c(ClO—),往該溶液中滴入HCl,F(xiàn)-比ClO-更易結(jié)合H+
C.往飽和Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量,所得溶液中c(HCO3—)先增大后減小
D.同溫下,等體積、等pH的HF和HClO分別與NaOH完全反應(yīng),消耗等量的NaOH
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