题目内容
【题目】我国煤炭资源丰富。煤除了作燃料外,更是重要的化工原料。工业上以煤和空气为原料生产尿素[CO(NH2)2]的一种流程如下:
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(1)从液态空气中分离出N2的过程属于_____(填“物理”或“化学”)变化。
(2)在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎,这样做的目的是_____。
(3)气化过程中发生的主要反应为①
②
,其中属于置换反应的是_____(填“①”或“②”),反应①中氢元素的化合价变化为+1→0,碳元素的化合价变化为_____,反应②中发生还原反应的物质是_____(写化学式)。
(4)在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素,同时还有水生成,该反应的化学方程式为:_____。
(5)实际生产中,N2和H2不可能全部转化为NH3,上述流程中可以循环利用的物质有:_____。
【答案】物理 增大煤粉与水蒸气的接触面积,使反应更充分 ① 0→+2 H2O CO2+2NH3
CO(NH2)2+H2O 氮气和氢气
【解析】
(1)从液态空气中降温、加压分离出N2的过程属于没有新物质产生,属于物理变化。
(2)在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎,这样做的目的是:增大煤粉与水蒸气的接触面积,使反应更充分;
(3)气化过程中发生的主要反应为①
②
,其中属于置换反应的是①,符合“单质+化合物=新单质+新化合物”,反应①中氢元素的化合价变化为+1→0,碳元素的化合价变化为0→+2,反应②中水中的氧被夺去,属于氧化剂,发生还原反应的物质是水:H2O。
(4)在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素,同时还有水生成的化学方程式为:CO2+2NH3
CO(NH2)2+H2O。
(5)实际生产中,N2和H2不可能全部转化为NH3,每次合成氨时都会有剩余,氮气和氢气又是合成氨的原料,上述流程中可以循环利用的物质有:氮气和氢气。