Question

（14分）合成氣是以H₂、CO等為主要組成的供化學(xué)合成的原料氣，回答有關(guān)問題：

   （1）甲烷在一定條件下與水反應(yīng)可得合成氣，該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1．2mol電子，所得合成氣在表況下的體積為          L。

（2）合成氣在合成氨氣時需除去CO，可利用以下反應(yīng)： CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）  H=-41．16kJ／mol，對于該反應(yīng)有關(guān)表述正確的是                。

a．其他條件不變，縮小體系體積增大壓強時反應(yīng)速率不變，所以平衡不移動

b．絕熱條件下，若測得該體系溫度不再改變，則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

c．溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)增大

d．為提高CO轉(zhuǎn)化率，可適當(dāng)增加水蒸氣用量

某溫度下，H₂O和CO按體積比5：l充入某恒容反應(yīng)器，平衡時測得CO與CO₂體積比l：9，則該條件下的平衡常數(shù)為                          （保留兩位有效數(shù)字）

（3）為除去（2）中生成的CO₂，可用碳酸鉀溶液吸收，常溫下pH=10的碳酸鉀溶液中水電離的OH^- 的物質(zhì)的量濃度為         ，碳酸氫鉀溶液中離子濃度大小順序為                

（4）CO₂和NH₃在一定條件下反應(yīng)生成尿素［CO（NH₂）₂］：CO₂（g）+2NH₃（1）＝H₂O（1）+CO（NH₂）₂（1），CO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如下，則該反應(yīng)H        0（填“＞”或“＜”），從合成塔內(nèi)出來的氣體中仍含有一定量的CO₂、NH₃，應(yīng)如何處理                  。

 

Answer 1

（14分,每空2分）（1）17．92L

  （2）b d  2．0

（3）10^-4mol/L  ［K⁺］＞［HCO₃］＞［OH］＞［H⁺］

（4）＜  凈化后重新充入合成塔內(nèi)，循環(huán)利用，提高原料利用率

解析:（1）甲烷在一定條件下與水反應(yīng)的方程式為CH₄＋H₂O→CO＋3H₂，即每生成4mol氣體反應(yīng)中就轉(zhuǎn)移6ml電子。反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1．2mol電子，所得合成氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為。

（2）縮小體系體積增大壓強，則反應(yīng)速率一定會增大，但反應(yīng)前后氣體的體積不變，故改變越強不影響平衡，a不正確。絕熱條件下，若測得該體系溫度不再改變，說明此時正逆反應(yīng)速率相等，即達到平衡狀態(tài)，b正確。正反應(yīng)放熱，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，c不正確。增加水蒸氣用量雖然可降低自身的轉(zhuǎn)化率，但會提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，d正確。

（3）碳酸鉀水解顯堿性，促進了水的電離，所以下pH=10的碳酸鉀溶液中水電離的OH^- 的物質(zhì)的量濃度為1×10^-4mol/L。碳酸氫鉀溶液顯堿性是因為碳酸氫鉀的水解程度大于其電離程度，所以溶液中離子濃度大小順序為c(K⁺)＞c(HCO₃^－)＞c(OH^－)＞c(H⁺)＞c(CO₃^2－)。

（4）由圖像可看出，在等壓時溫度越高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。為了提高原料的利用率，必須循環(huán)使用。