题目内容
合成氨的流程示意图如下：
回答下列问题：
(1)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，通常使用的两种分离方法是____________、____________；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式________________________，__________________________。
(2)设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是________，其中发生的化学反应方程式为__________________________。
(3)设备B的名称为________，其中m和n是两个通水口，入水口是________(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是________________________________________。
(4)设备C的作用是____________________________________________。
(5)在原料气制备过程中混有的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)
已知1 000 K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________。
(1)液化、分馏 与C反应后除去CO2 C＋H2O(g)
CO＋H2 CH4＋H2O(g)
CO＋3H2 (2)合成塔 N2＋3H2
2NH3 (3)冷却塔 n 高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好 (4)将液氨和未反应的原料气分离
(5)13.8
解析
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是导致汽车尾 气中含有NO的重要原因之一。
，此反应为放热反应。在一定温度下，10L某密闭容器中发生上述反应，各物质的物质的量的变化情况如下表
向右移动
向右移动
向右移动
时，在2L的恒容密闭容器中充入2molNO和1molO2发生反应，2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)，经5min达到平衡，测得c（NO)="0.5" mol/L，并放热QkJ。5min内 v(O2)=___________。
氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间1 h)：
| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/(10－6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝a kJ·mol－1回答下列问题：
(1)此合成反应的a________0；ΔS________0，(填“＞”、“＜”或“＝”)
(2)已知：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 .4 kJ·mol－12H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol－1
则2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2 (g) ΔH＝________kJ·mol－1
(3)从323 K到353 K，氨气的生成量减少的可能原因_________________；
(4)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 .4 kJ·mol－1，分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答：
①在上述三种温度中，曲线X对应的温度是________。
②a、b、c三点H2的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。
③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为________ 。 硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题：
（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 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 |
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+O2
SO3 △H <0，现将0．050mol SO2和0．030mol O2充入容积为1L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 | 660 |
| 炉渣中CuSO4的质量分数/% | 9．3 | 9．2 | 9．0 | 8．4 |
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 。
2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
硫元素的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
（1）400℃，1.01×
Pa下，容积为1．0L的密闭容器中充入0.5molSO2, (g)和0.3 molO2 (g)，发生反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) △H＝－198kJ/mol。反应中n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如右图所示
。反应的平衡常数K＝_______；0到10 min内用SO2表示的平均反应速率_________。根据图中信息，判断下列叙述中正确的是_____（填序号）。
| A．a点时刻的正反应速率比b点时刻的大 |
| B．c点时刻反应达到平衡状态 |
| C．d点和e点时刻的c(O2)相同 |
| D．若5 00℃，1.01×105Pa下，反应达到平衡时，n( SO3) 比图中e点时刻的值大 |
（3）可通过电解法使（2）中的吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），其工作示意图如下：
HSO3－在阳极室反应的电极反应式为________________________，阴极室的产物_________________。
酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
CH3COOH＋C2H5OH
CH3COOC2H5＋H2O
请根据要求回答下列问题：
（1）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有：__________、__________等。
（2）若用如图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________、________等。
（3）此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成__________、__________等问题。
（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。
| 同一反应时间 | | 同一反应温度 | ||||
| 反应温度/℃ | 转化率（%） | 选择性（%）* | | 反应时间/h | 转化率（%） | 选择性（%）* |
| 40 | 77.8 | 100 | | 2 | 80.2 | 100 |
| 60 | 92.3 | 100 | | 3 | 87.8 | 100 |
| 80 | 92.6 | 100 | | 4 | 92.3 | 100 |
| 120 | 94.5 | 98.7 | | 6 | 93.0 | 100 |
①根据表中数据，下列________（填字母）为该反应的最佳条件。
A．120 ℃，4 h B．80 ℃，2 h
C．60 ℃，4 h D．40 ℃，3 h
②当反应温度达到120 ℃时，反应选择性降低的原因可能为________。