合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)原理為

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

一種工業(yè)合成氨的簡式流程圖如下：

(1)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。

(2)步驟Ⅱ中制氫氣的原理如下：

①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋206.4  kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41.2 kJ·mol－1

對于反應(yīng)①，一定可以提高平衡體系中H2的百分含量，又能加快反應(yīng)速率的措施是____________。

a．升高溫度　b．增大水蒸氣濃度　c．加入催化劑　d．降低壓強(qiáng)

利用反應(yīng)②，將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可提高H2的產(chǎn)量。若1 mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng)，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合氣體，則CO的轉(zhuǎn)化率為____________。

(3)圖(a)表示500 ℃、60.0 MPa條件下，原料氣投料比與平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù)：____________。

(4)依據(jù)溫度對合成氨反應(yīng)的影響，在圖(b)坐標(biāo)系中，畫出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，隨溫度不斷升高，NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。

 

(5)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)________。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


碳及其化合物有廣泛的用途。

(1) 將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為

C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，

以上反應(yīng)達(dá)到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是________。(填序號)

A．升高溫度    B．增加碳的用量     C．加入催化劑    D．用CO吸收劑除去CO

(2) 已知：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，則CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的焓變ΔH＝________。

(3) CO與H2在一定條件下可反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) ===CH3OH(g)。甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨作電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為_________________________________________________________________。

若用該電池提供的電能電解60 mL NaCl溶液，設(shè)有0.01 mol CH3OH完全放電，NaCl足量，且電解產(chǎn)生的Cl2全部逸出，電解前后忽略溶液體積的變化，則電解結(jié)束后所得溶液的pH＝________。

(4) 將一定量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2.0 L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：

CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)。得到如下數(shù)據(jù)：

溫度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

達(dá)到平衡所

需時(shí)間/min

H2O

CO

H2

CO

900

1.0

2.0

0.4

1.6

3.0

通過計(jì)算求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)________。改變反應(yīng)的某一條件，反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí)，測得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示)________________________。

(5) 工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H2用于合成氨。合成氨反應(yīng)原理為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。實(shí)驗(yàn)室模擬化工生產(chǎn)，分別在不同實(shí)條件下反應(yīng)，N2濃度隨時(shí)間變化如圖甲所示。

請回答下列問題：①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較，實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為____________________。

②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高，其他條件相同，請?jiān)趫D乙中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH3濃度隨時(shí)間變化的示意圖。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


短周期元素X、Y、Z，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，Z原子最外層電子數(shù)是X原子內(nèi)層電子數(shù)的3倍，是Y原子最外層電子數(shù)的2倍。下列說法錯(cuò)誤的是

A．Y位于第3周期                    B．含X、Z的酸不只一種

C．原子半徑：Y > Z                   D．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：Z > X

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


有甲、乙兩容器，甲容器容積固定，乙容器容積可變。一定溫度下,在甲中加入2 mol N2、3 mol H2,反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡時(shí)生成NH3的物質(zhì)的量為m mol。

(1)相同溫度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的壓強(qiáng)始終與甲的壓強(qiáng)相等，乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量為________ mol(從下列各項(xiàng)中選擇，只填序號，下同)；若乙的容積與甲的容積始終相等，乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量為________mol。

A．小于m　　　　　　　　   B．等于 m

C．在m～2m之間             D．等于2m

E．大于2m

(2)相同溫度下，保持乙的容積為甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與上述甲容器中達(dá)到平衡時(shí)相同，則起始時(shí)應(yīng)加入________mol N2和________ mol H2。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋Y(g)  M(g)＋N(g)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)

編號

溫度/℃

起始時(shí)物質(zhì)的量/mol

平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol

n(X)

n(Y)

n(M)

①

700

0.40

0.10

0.090

②

800

0.10

0.40

0.080

③

800

0.20

0.30

a

④

900

0.10

0.15

b

下列說法正確的是(　　)

A．實(shí)驗(yàn)①中，若5 min時(shí)測得n(M)＝0.050 mol，則0至5 min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)＝1.0×10－2 mol·L－1·min－1

B．實(shí)驗(yàn)②中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.0

C．實(shí)驗(yàn)③中，達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為60%

D．實(shí)驗(yàn)④中，達(dá)到平衡時(shí)，b>0.060

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


在可逆反應(yīng)2SO2＋O22SO3的平衡狀態(tài)下，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，下列說法正確的是(K為平衡常數(shù)，Qc為濃度商)        (　　)。

A．Qc不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大

B．Qc不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率增大

C．Qc變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小

D．Qc增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像，其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是        (　　)。

A．①是其他條件一定時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像，正反應(yīng)ΔH<0

B．②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的圖像

C．③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像，a是使用催化劑時(shí)的曲線

D．④是一定條件下，向含有一定量A的容器中逐漸加入B時(shí)的圖像，壓強(qiáng)p1>p2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


工業(yè)上可用CO2生產(chǎn)甲醇，反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中，測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖7－2實(shí)線所示。圖中虛線表示僅改變某一反應(yīng)條件時(shí)，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化。下列說法正確的是(　　)

A．曲線Ⅱ?qū)?yīng)的條件改變是降低壓強(qiáng)

B．若曲線Ⅰ對應(yīng)的條件改變是升高溫度，則該反應(yīng)ΔH＞0

C．反應(yīng)開始至a點(diǎn)時(shí)v(H2)＝1 mol·L－1·min－1

D．其他條件不變，若降低該反應(yīng)的溫度，平衡常數(shù)值將減小

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：


下列物質(zhì)既是鈉鹽，又是硫酸正鹽的是（    ）

A.NaHSO4          B.Na2SO4          C. Na2SO3         D.Na2S2O3

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