填空题  (14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
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(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:【化学平衡】

时间:2016-12-26 15:46:50

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填空题  (14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xadfeekjivz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2NH3(g) ?H=—92.4kJ?mol?1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
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(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:                                 
(2)步骤II中制氯气原理如下:
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对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是           
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为            
(3)下左图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:          来源:91考试网 91exam.org60;
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下右图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
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(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)            ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:                                                  



填空题  (14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xadfeekjivz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2NH3(g) ?H=—92.4kJ?mol?1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/kekmcy00s0a.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:                     &# 160;           
(2)步骤II中制氯气原理如下:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/igus4g33qyk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是           
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为            
(3)下左图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:           
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下右图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/mp02iz3qttb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)            ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:                                                  
本题答案:(1)2NH4HS +O2 = 2NH3?H2O+2S↓本题解析: 
试题分析:(1)O2把NH4HS 氧化为S,可得化学方程式:2NH4HS +O2 = 2NH3?H2O+2S↓
(2)a、反应①为吸热反应,反应速率加快,平衡向右移动,H2的百分含量增大,正确;b、增大水蒸气浓度,H2的百分含量减小,错误;c、加入催化剂,H2的百分含量不变,错误;d、降低压强,反应速率减小,错误;设CO的转化量为x
CO + H2O 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xadfeekjivz.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> CO2 + H2
转化量(mol)   0.2            0   0.8
转化量(mol)   x              x    x
转化量(mol)  0.2-x           x  0.8+x
1mol+ x =1.18mol,则x=0.18mol,可得CO转化率=0.18mol÷0.2mol×100%=90%
(3)根据图1可知H2与N2的投料比为3,平衡时NH3体积分数为42%,设H2物质的量为3amol,N2物质的量为amol,N2转化的物质的量为x则
N2 + 3H2 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/xadfeekjivz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  2NH3
转化量(mol)   a    3a          0
转化量(mol)   x    3x          2x 
转化量(mol)  a-x  3a-3x        2x
2x÷(4a-2x)×100% = 42%,解得x = 0.592a,则N2的平衡体积分数=(a—0.592a)÷(4a—2×0.592a)×100% = 14.5%
(4)随着反应的进行,NH3的物质的量逐渐增大,当反应平衡后,升高温度,平衡向左移动,NH3的物质的量逐渐减小,可画出图像。
(5)步骤IV为热交换,使合成氨放出的热量得到充分利用;对原料气加压,使平衡向正反应方向移动,分离液氨,减少生成物浓度,未反应的N2、H2循环使用等措施可提高提高合成氨原料总转化率。
考点:本题考查化学反应速率和化学平衡的移动、化学计算、化学图像、化学流程的分析。


本题所属考点:【化学平衡】
本题难易程度:【一般】



Hesitation signifies wavering of will. 犹豫说明意志的动摇。

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