4．工業(yè)上合成氨的流程示意圖如下：

回答下列問題：
（1）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣．氮氣來源于空氣，從空氣中制取氮氣的方法是液化；氫氣來源與水和碳氫化合物，甲烷與水蒸氣反應制取氫氣的化學方程式為CH4+H2O（g）$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CO+3H2．
（2）設備A中含有電加熱器、觸媒和熱交換器，設備A的名稱是合成塔．其中發(fā)生反應的化學方程式為N2+3H2$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH3．
（3）設備B的名稱是冷凝塔，其中進水口是a（填“a”或“b”）．
（4）設備C的作用是將液氨與未反應的原料氣分離．
（5）在原料氣制備過程中混有的CO能使催化劑中毒，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應實現(xiàn)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＞0．為了提高該反應中CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是升高溫度（寫出一條即可）．

分析 （1）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，二者沸點不同；甲烷與水蒸氣在一定條件下反應生成CO和氫氣；
（2）設備A用于合成氨，發(fā)生反應為氮氣與氫氣反應生成氨氣；
（3）冷凝分離設備為冷凝塔；水流和氣流方向應逆向；
（4）分離器用來分離液氨和原料氣；
（5）升高溫度平衡向吸熱方向移動．

解答 解：（1）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，二者沸點不同，可以用液化法來獲取氮氣；甲烷與水蒸氣在一定條件下反應生成CO和氫氣，其反應方程式為：CH4+H2O（g）$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CO+3H2；
故答案為：液化；CH4+H2O（g）$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CO+3H2；
（2）設備A用于合成氨，則設備A的名稱是合成塔，發(fā)生反應為氮氣與氫氣反應生成氨氣，其反應方程式為：N2+3H2$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH3；
故答案為：合成塔；N2+3H2$?_{高溫高壓}^{催化劑}$2NH3；
（3）冷凝分離設備為冷凝塔，水流和氣流方向應逆向，則入水口是a，高溫氣體由冷凝塔上端進入，冷凝水從下端進入，可使冷水充滿冷凝器，逆向冷凝效果好，
故答案為：冷凝塔；a；
（4）合成氨反應為可逆反應，反應物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物，則分離器用來分離液氨和原料氣，
故答案為：將液氨與未反應的原料氣分離；
（5）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＞0，該反應正方向為吸熱方向，升高溫度平衡向正方向移動，能提高該反應中CO的轉(zhuǎn)化率；
故答案為：升高溫度．

點評 本題綜合考查工業(yè)合成氨知識，涉及物質(zhì)的分離、化學方程式的書寫、化學平衡的等問題，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)性質(zhì)選擇分離方法，側(cè)重于考查學生的分析能力和對基礎知識的綜合應用能力．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2．一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴的混合物共10g，平均相對分子質(zhì)量為25．使混合氣通過足量溴水，溴水增重8.4g．則混合氣中的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式是CH4，物質(zhì)的量是0.1mol．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

15．實驗室合成乙酸乙酯粗產(chǎn)品的步驟如下：在蒸餾燒瓶內(nèi)將過量的乙醇和少量濃H2SO4混合，然后經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸，邊加熱蒸餾，直接收集蒸餾產(chǎn)品可得到含有乙醇、乙醚、醋酸、少量水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品．據(jù)此回答問題：
（1）反應中加入的乙醇是過量的，其目的是增加一種反應物用量，使平衡向正反應方向移動．
（2）合成乙酸乙酯的化學方程式是：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O．
（3）該實驗中使用球形管除起冷凝作用外，另一重要作用是防倒吸．
（4）實驗中若溫度過高（達170℃），副產(chǎn)物中主要有機產(chǎn)物是乙烯（填名稱）

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

12．根據(jù)題目要求，回答下列問題：
Ⅰ．某同學用乙醇、乙酸和濃硫酸制取乙酸乙酯，裝置如圖1所示．
（1）裝置中干燥管的作用是防止小試管中液體發(fā)生倒吸
（2）小試管中的試劑加入順序為B
A．濃硫酸 乙醇   乙酸   B．乙醇  濃硫酸  乙酸   C．乙酸  濃硫酸  乙醇
II．已知：R-OH+HX→R-X+H2O如圖2是實驗室用乙醇與濃硫酸和溴化鈉反應制備溴乙烷的裝置，圖中省去了加熱裝置．乙醇、溴乙烷、溴有關參數(shù)數(shù)據(jù)見表：
乙醇溴乙烷溴
狀態(tài)無色液體無色液體深紅棕色液體
密度/g•cm-30.791.443.1
沸點/℃78.538.459
（3）本實驗中應采取的加熱方式是水浴加熱．
（4）為除去產(chǎn)品中的Br2，最好選擇下列溶液來洗滌產(chǎn)品B．
A．氫氧化鈉    B．亞硫酸鈉   C．碘化鈉

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

19．硝基苯是醫(yī)藥和染料的中間體，還可做有機溶劑．反應如圖：
①
②
組裝如圖反應裝置．有關數(shù)據(jù)列表如表：
物質(zhì)熔點/
℃		沸點
/℃		密度（20℃）
/g•cm-3		水溶性
苯5.5800.88微溶
硝基苯5.7210.91.205難溶
1，3二硝基苯893011.57微溶
制備硝基苯流程如圖：

請回答：
（1）步驟①配制混酸：取100mL燒杯，用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸，操作是：在燒杯中先加入18mL濃硝酸，再，并不斷攪拌、冷卻；把配好的混和酸加入恒壓漏斗中；最后在三頸燒瓶中加入18mL苯．
（2）在室溫下向三頸瓶中的苯逐滴加入混酸，邊滴邊攪拌，混和均勻、加熱．實驗裝置中長玻璃管最好用球形冷凝管代替（填儀器名稱）；上圖中的加熱方式稱為；反應溫度控制在50～60℃的原因是水浴加熱、防止副反應反應．
硝基苯的提純步驟為：

（3）步驟⑤表明混合物中有苯和硝基苯的操作和現(xiàn)象是混合物倒入蒸餾水中，液體分為三層．
（4）驗證步驟⑥中液體已洗凈的操作和現(xiàn)象是：取最后一次洗滌液，向溶液中加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；為了得到更純凈的硝基苯，還須先向液體中加入無水CaCl2除去水，然后蒸餾（填操作名稱）．
（5）設計實驗證明中：“粗產(chǎn)品中2”中含二硝基苯．
（6）用鐵粉、稀鹽酸與硝基苯（用Ph-NO2表示）反應可生成染料中間體苯胺（Ph-NH2），其反應的化學方程式為Ph-NO2+3Fe+6HCl→Ph-NH2+3FeCl2+2H2O．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．硫酸廠用煅燒黃鐵礦（FeS2）來制取硫酸，實驗室利用硫酸廠燒渣（主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2）制備綠礬．
（1）SO2和O2反應制取SO3的反應原理為：2SO2+O2→加熱催化劑2SO3，經(jīng)一段時間后，SO3的濃度增加了0.4mol/L，在這段時間內(nèi)用O2表示的反應速率為0.04mol/（L•s）
①則這段時間為5s．
②該反應達到平衡狀態(tài)的標志是BD．
A．容器內(nèi)硫元素物質(zhì)的量分數(shù)不變      B．混合物的平均相對分子質(zhì)量不變
C．n（SO2）：n（O2）：n（SO3）=2：1：2         D．各組分的體積分數(shù)不變
（2）利用燒渣制綠礬的過程如下
操作I的名稱過濾，溶液A的溶質(zhì)H2SO4，固體B是Fe．
（3）某科研機構(gòu)用NaOH溶液吸收廢氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示，（電極材料為石墨）
①圖中b極要連接電源的正極（填“正”或“負”）
②SO32-放電的電極反應式為SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+．
③若用甲烷-空氣燃料電池作電源，處理標準狀況下40m3的廢氣（其中SO2的體積分致為0.2 ），理論上需要消耗標準狀況下甲烷2m3．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

16．2016年8月17日，廣東警方查獲黑窩點非法使用Na2S2O4等浸泡食物來達到保鮮作用，Na2S2O4俗稱保險粉，大量用于漂白紙張和印染工業(yè)．某學習小組用下列方法制備該物質(zhì)．
①把甲酸（HCOOH）溶于甲醇溶液，再和足量的NaOH溶液混合配成溶液；
②制取SO2并通入上述溶液中，一段時間后可獲得保險粉．
（已知：Na2S2O4在水中溶解度較大，在甲醇中溶解度較�。�

裝置如圖1所示
（1）A裝置中的分液漏斗改為恒壓滴液漏斗（儀器名稱）更合適，D中盛放的試劑為NaOH溶液．
（2）B裝置的作用為防倒吸、防堵塞；
（3）C裝置內(nèi)發(fā)生的化學反應方程式為2SO2+HCOONa+NaOH=Na2S2O4+CO2+H2O．
（4）分離C裝置中產(chǎn)品時就選用圖2裝置中丁（填甲、乙、丙、丁，下同），回收乙醇的裝置為甲．
（5）Na2S2O4在堿性環(huán)境中除去廢水中的CrO42-及+4價S的化合物，反應的離子方程式為3S2O42-+2OH-+2CrO42-+2H2O=2Cr（OH）3↑+6SO32-．

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

13．NaCN為劇毒無機物．某興趣小組查資料得知，實驗室里的NaCN溶液可用Na2S2O3溶液進行解毒銷毀，他們開展了以下三個實驗，請根據(jù)要求回答問題：
實驗Ⅰ．硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O3•5H2O）的制備：
已知Na2S2O3•5H2O對熱不穩(wěn)定，超過48℃即開始丟失結(jié)晶水，現(xiàn)以Na2CO3和Na2S物質(zhì)的量之比為2：1的混合溶液及SO2氣體為原料，采用如圖裝置制備Na2S2O3•5H2O．
（1）將Na2S和Na2CO3按反應要求的比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在蒸餾燒瓶中加入Na2SO3固體，在分液漏斗中注入C（填以下選擇項的字母），并按下圖安裝好裝置，進行反應．
A．稀鹽酸         B．濃鹽酸        C．70%的硫酸     D．稀硝酸
（2）pH小于7會引起Na2S2O3溶液的變質(zhì)反應，會出現(xiàn)淡黃色渾濁．反應約半小時，當溶液pH接近或不小于7時，即可停止通氣和加熱．如果通入SO2過量，發(fā)生的化學反應方程式為Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S↓；
實驗Ⅱ．產(chǎn)品純度的檢測：
（3）已知：Na2S2O3•5H2O的摩爾質(zhì)量為248g/mol；2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6．取晶體樣品a g，加水溶解后，滴入幾滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到終點時，消耗碘水溶液v mL．
①滴定終點的現(xiàn)象是最后滴入一滴碘水，溶液顏色由無色變成藍色，且半分鐘內(nèi)部褪色；   
②該樣品純度是$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$；
（4）滴定過程中可能造成實驗結(jié)果偏低的是BD；
A．錐形瓶未用Na2S2O3溶液潤洗
B．錐形瓶中溶液變藍后立刻停止滴定，進行讀數(shù)
C．滴定終點時仰視讀數(shù)    
D．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡
實驗Ⅲ．有毒廢水的處理：
（5）興趣小組的同學在采取系列防護措施及老師的指導下進行以下實驗：
向裝有2mL 0.1mol/L 的NaCN溶液的試管中滴加2mL 0.1mol/L 的Na2S2O3溶液，兩反應物恰好完全反應，但無明顯現(xiàn)象，取反應后的溶液少許滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl3溶液的小燒杯，溶液呈現(xiàn)血紅色，請寫出Na2S2O3解毒的離子反應方程式CN-+S2O32-=SCN-+SO32-．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

14．下列事實中，不能用勒夏特列原理解釋的是（　　）
A．對2HI（g）?H2（g）+I2（g）平衡體系增加壓強使顏色變深
B．反應CO（g）+NO2（g）?CO2（g）+NO（g）△H＜0升高溫度使平衡向逆方向移動
C．合成氨反應：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，為使氨的產(chǎn)率提高，理論上應采取低溫高壓的措施
D．在溴水中存在如下平衡：Br2（g）+H2O（l）?HBr（aq）+HBrO（aq），當加入NaOH溶液后顏色變淺

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同步練習冊答案