3.为生产氢气用于合成氨.设某混合气体含40.0mol的CO.40.0mol的H2.18.0mol CO2以及2.00mol N2.将该混合气体加到200mol水蒸气中.通过反应器.发生如下转化并建立平衡:CO+H2OCO2+H2.在给定条件下转化反应的平衡常数K=3.30.求反应器出口处各种气体的物质的量. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):

请填写下列空白:
(1)已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃,p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量.该反应的热化学方程式是:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2aKJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2aKJ/mol

(2)在合成氨的实际生产过程中,常采取的措施之一是:将生成的氨从混合气体中及时分离出来,并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用,同时补充氮气和氢气请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由:
增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率,增大氢气和氮气浓度,减少氨气浓度有利于平衡正向进行
增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率,增大氢气和氮气浓度,减少氨气浓度有利于平衡正向进行

(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时,以5.60×107L甲烷为原料能够合成
1.12×108
1.12×108
L氨气(假设体积均在标准状况下测定).
(4)已知尿素的结构简式为,请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式:
;②

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(A)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:

    

已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

(1)       从下图中选择制取气体的合适装置:

氮气         、氢气         

(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有                              

(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通人乙装置的水中吸收氨,         (“会”或“不会”)发生倒吸,原因是:                    

(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:                                     ,锥形瓶中还可观察到的现象是:                                            

(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:                            

(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H、OH               离子。

(B)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:

(1)铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于   上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用        ,灼烧后的坩埚应放在          上,不能直接放在桌面上。

实验所用仪器:a  蒸发皿    b  石棉网    c  泥三角

d  表面皿    e  坩埚钳    f  试管夹

(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是           

a  灼烧过程中部分氧化铜被还原      b  灼烧不充分铜未被完全氧化

c  氧化铜在加热过程中分解生成铜    d  该条件下铜无法被氧气氧化

(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、        、冷却结晶、         、自然干燥

(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是:                                                         

(5)在测定所得胆矾(CuSO4?xH2O)中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行         

(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是                         

a  加热温度过高            b  胆矾晶体的颗粒较大

c  加热后放在空气中冷却    d  胆矾晶体部分风化

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A题适合使用二期课改新教材的考生解答,B题适合使用一期课改教材的考生解答

26.(A)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:

已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

(1)从下图中选择制取气体的合适装置:

氮气         、氢气         

(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有                                      

(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通人乙装置的水中吸收氨,         (“会”或“不会”)发生倒吸,原因是:                   

(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:                                     ,锥形瓶中还可观察到的现象是:                                            

(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:                            

(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH               离子。

(B)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:

(1)铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于
       
上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用        ,灼烧后的坩埚应放在          上,不能直接放在桌面上。

实验所用仪器:a  蒸发皿    b  石棉网    c  泥三角    d  表面皿    e  坩埚钳    f  试管夹

(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是           

a  灼烧过程中部分氧化铜被还原      b  灼烧不充分铜未被完全氧化

c  氧化铜在加热过程中分解生成铜    d  该条件下铜无法被氧气氧化

(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、        、冷却结晶、         、自然干燥

(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是:                                                         

(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行    

(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是                         

a  加热温度过高                b  胆矾晶体的颗粒较大

c  加热后放在空气中冷却    d  胆矾晶体部分风化

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大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染.对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的.

(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有________(填字母).

a.减少化石燃料的使用,开发新能源

b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放

c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车

d.将工业废气用碱液吸收后再排放

(2)脱硝.利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1

CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g+2H2O(g) ΔH2=-1160 kJ·mol-1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为________

(3)脱碳.将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3

①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3________0(填“>”、“<”或“=”).

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示.下列说法正确的是________(填字母代号).

A.第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时C(CH3OH)=1.5 mol/L

B.0~10 min内,氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min)

C.达到平衡时,氢气的转化率为75%

D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16

E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小

③有学者设想以下图所示装置用电化学原理将CO2转化为重要化工原料.若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为________

(4)脱硫.某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥.硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其中原因可用一个离子方程式表示为:________;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中[Na+]+[H+]________[NO3]+[OH](填写“>”“=”或“<”)

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某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论:运用类比的思想,既然氨气具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究:

(一)制取氨气

(1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气,写出反应的化学方程式:________________________________________________。

(2)实验室还可在__________(填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。

(二)实验探究

该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物,实验装置图(夹持及尾气处理装置未画出)如下:

(1)该装置在设计上有一定的缺陷,为确保实验结果的准确性,你对该装置的改进措施是__________________________________。

(2)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝,同时生成一种无污染的气体。请写出NH3与CuO反应的化学方程式:_________________________。

(三)问题讨论

(1)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末,是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+能自身发生氧化还原反应生成Cu2+和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O:_____________________________。

(2)在解决了问题(1)后,又有同学提出:Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强?于是他们进行了如下实验:取98 g Cu(OH)2固体,加热到80—100 ℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1 000 ℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量,A的质量为 72 g。据此可推得A为,由此得到的结论是____________________________________________________。

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同步练习册答案