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逆(CO2) B点的正反应速率为v正(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正都大于V逆。所以A点的逆反应速率v逆(CO2) <B点的正反应速率为v正(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。
I.下列做法正确的是____________。
A.将浓硝酸保存在棕色玻璃瓶中 |
B.用镊子取出白磷并置于水中切割 |
C.把氯酸钾制氧气后的残渣倒入垃圾桶 |
D.氢气还原氧化铜实验先加热再通氢气 |
F.把新制氯水放在无色玻璃瓶中
G.用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和溴蒸气
II.回忆实验室制取氨气的反应原理和实验装置,回答下列问题:
(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的反应方程式:_______________________________
(2)下列气体能只能用排水法收集的是__________(填选项编号)。
a.NH3 b.NO c.NO2 d.H2 e.CO2
(3)为何不用加热NH4Cl固体的方法制取氨气?_____________________________________
(4)如何检验氨气已收集满试管?_______________________________________________[
下图1是工业上“碱法烟气脱硫法” 示意图,下图2是工业上“石灰→石膏烟气脱硫法”示意图,回答:
已知:
试 剂 | Ca(OH)2 | NaOH |
价格(元/kg) | 0.36 | 2.9 |
吸收SO2的成本(元/mol) | 0.027 | 0.232 |
(1)图1中,反应①的离子方程式为 ,之一是 。
(2)图2中,反应⑤的目的是稳定固化硫元素形成高价态的化合物,氧气的作用是 。该法的优点之一是 。
(3)“碱法烟气脱硫法”中的产物Na2SO3的稳定性不好,易使硫元素重新转化为挥发性污染物,为避免之,设计了③的反应,写出其化学方程式为 。
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 |
(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 。
下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl―→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是 ( )。
选项 | 实验现象 | 解释或结论 |
A | a处变蓝,b处变 红棕色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
B | c处先变红,后褪色 | 氯气与水生成了酸性物质 |
C | d处立即褪色 | 氯气与水生成了漂白性物质 |
D | e处变红色 | 还原性:Fe2+>Cl- |