题目内容

氮元素及其化合物在国防科学技术生产中有重要应用。
(1)写出实验室制NH3的化学反应方程式                          
(2)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,氢气的来源是水和碳氢化合物,写出以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式               
(3)在合成氨的原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) △H<0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,可采取的措施有                                  ,已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中,c(H2O)﹕c(CO)不低于      
(4)在容积为2L容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g),已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ

若在t0时刻将容器的体积扩大至4L,请在答题卡图中绘出c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅱ

(5)工业上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定条件下合成,其化学反应方程式为        
(6)合成尿素时,当氨碳比=4,CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示.
 ①A点的逆反应速率v(CO2)  B点的正反应速率为v(CO2)(填“>”、“<”或“=”)
 ②NH3的平衡转化率为      

(1)Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O
(2) CH4+H2OCO+3H2(或CH4+2H2O CO2+4H2
(3)适当降低温度或吸收除去二氧化碳      13.8  
(4)
(5)
(6)① < ②30% 

解析试题分析:(1)在实验室NH3是用铵盐与碱共热制取的,化学反应方程式为:Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O。(2)以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式为CH4+H2OCO+3H2(或CH4+2H2O CO2+4H2)(3)因为该反应是个反应前后气体体积相等的放热反应。反应达到平衡后,为提高CO的转化率可以适当降低温度或吸收除去二氧化碳或增大水蒸汽的浓度等方法。用平衡三部曲来进行计算。假设起始物中,c(H2O)为xmol/L,在反应过程中 CO的转化率最小为90%,则转化的CO的最小值为0.9xmol/L,   
CO(g)+ H2O(g)? CO2(g)+   H2(g)
起始浓度(mol/L)   x           y            0                0
变化浓度(mol/L)  0.9x       0.9x        0.9x              0.9x
平衡浓度(mol/L)   0.1x      y-0.9x       0.9x             0.9x,
根据平衡常数列式:;解得因此只要二者的比值大于13.8,转化率就会超过90%.(4)当容器的容积由2L变为4L时,反应混合物个物质的浓度都是原来的一半,浓度减小,反应速率减慢,达到平衡所需要的时间延长。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以减小压强,化学平衡不发生移动。容积四原来的2倍,则达到平衡时各物质的浓度都是原平衡的1/2.画图为:

(5)工业上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定条件下合成,其化学反应方程式为(6)①因为在B点时反应达到平衡,在A点还没有达到平衡。反应是从正 反应方向开始的。在达到平衡前的任何时刻,对于任何物质V都大于V。所以A点的逆反应速率v(CO2) <B点的正反应速率为v(CO2)。 ②假设反应开始时c(CO2)=1mol/L,则c(NH3)=4mol/L.当达到平衡时由于CO2的转化率为60%.转化浓度为: 1mol/L×60%=0.6mol/L.根据方程式可知NH3转化浓度为1.2mol/L因此NH3的平衡转化率为(1.2mol/L÷4mol/L) ×100%=30%.
考点:考查外界条件对化学平衡移动的影响、化学方程式的书写、物质的转化率、物质混合比例的计算等。

练习册系列答案
相关题目

二氧化硫是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(FeS2,其中S元素为-l价)在高温下和氧气反应制备SO2:4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,该反应中被氧化的元素是    (填元素符号)。当该反应转移2.75 mol电子时,生成的二氧化硫在标准状况下的体积为    L。 
(2)实验室中用下列装置测定SO2催化氧化为SO3的转化率。(已知SO3熔点为16.8 ℃,假设气体进入装置时分别被完全吸收,且忽略空气中CO2的影响。)

①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作是                         
②实验过程中,需要通入氧气。试写出一个用如图所示装置制取氧气的化学方程式                              

③当停止通入SO2,熄灭酒精灯后,需要继续通一段时间的氧气,其目的是           
④实验结束后,若装置D增加的质量为m g,装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是    (用含字母的代数式表示,不用化简)。
(3)某学习小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为                              
②为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管b中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液加入品红溶液,红色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
上述方案中合理的是    (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管b中发生反应的离子方程式为                                                     
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时,该溶液中c(Na+)=    (用含硫微粒浓度的代数式表示)。

请回答下列化工生产中的一些问题:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在       的郊区(填标号)。

A.有丰富黄铁矿资源的城市
B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市
D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)CuFeS2 是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为                                                         
(3)为提高SO3吸收率,实际生产中通常用                 吸收SO3
(4)已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH <0,现将0.050 mol SO2和0.030 mol O2充入容积为1 L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%,则该条件下SO2的转化率为         ;该条件下的平衡常数为               
(5)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
600
620
640
炉渣中CuSO4的质量数/%
9.3
9.2
9.0
 
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因                                                                                                                                                                                                                       
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用         (填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式                                                                                                                                               

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