Question

化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵，化學(xué)為人類的生產(chǎn)、生活提供了物質(zhì)保證．氮的化合物是重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很多重要應(yīng)用．工業(yè)上合成氨的流程示意圖如圖：

回答下列問(wèn)題：
（1）25℃時(shí)合成氨反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol． 在該溫度時(shí)，取1molN₂和3molH₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4kJ．其原因是

 

．
（2）原料氫氣的來(lái)源是水和碳?xì)浠�合物，�?xiě)出工業(yè)生產(chǎn)中分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

、

 

．
（3）設(shè)備B的名稱

 

，其中m和n是兩個(gè)通水口，入水口是

 

（填“m”或“n”），
不宜從相反方向通水的原因

 

．
（4）設(shè)備C的作用是

 

．
（5）為了提高其產(chǎn)量，降低能耗，近年有人將電磁場(chǎng)直接加在氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的容器內(nèi)，在較低的溫度和壓強(qiáng)條件下合成氨，獲得了較好的產(chǎn)率．從化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)角度分析，電磁場(chǎng)對(duì)合成氨反應(yīng)的作用是

 

；與傳統(tǒng)的合成氨的方法比較，該方法的優(yōu)點(diǎn)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的調(diào)控作用,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物判斷該反應(yīng)放出的熱量；
（2）利用碳或甲烷和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳；
（3）從A中出來(lái)的混合氣體進(jìn)入冷卻塔冷凝，為了達(dá)到最佳冷凝效果，高溫氣體從冷凝塔上端進(jìn)入，冷卻水從下端進(jìn)入；
（4）C是分離塔，在分離塔內(nèi)將液氨和未反應(yīng)的原理氣體分離，原料可循環(huán)利用；
（5）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成分析；從溫度和壓強(qiáng)的角度考慮．

解答： 解：（1）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H=-92.4kJ/mol可知，生成2mol氨氣放出92.4kJ熱量，l molN₂和3molH₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，由于可逆反應(yīng)不可能完全轉(zhuǎn)化，所以生成氨氣的物質(zhì)的量小于2mol，放出的熱量小于92.4kJ；
故答案為：該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，原料氣不可能完全反應(yīng)；
（2）碳和水蒸氣反應(yīng)方程式：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂，甲烷和水蒸氣反應(yīng)方程式：CH₄+H₂O

高溫  .

CO+H₂，
故答案為：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂；CH₄+H₂O

高溫  .

CO+H₂；
（3）混合氣體進(jìn)入冷卻塔冷凝，冷凝水從下口進(jìn)入上口排除，逆向冷凝效果更好，
故答案為：冷凝器；n；高溫氣體從冷凝塔上端進(jìn)入，冷卻水從下端進(jìn)入，逆向冷凝效果更好；
（4）C是分離塔，在分離塔內(nèi)將液氨和未反應(yīng)的原理氣體分離，
故答案為：在分離塔內(nèi)將液氨和未反應(yīng)的原理氣體分離；
（5）在電磁場(chǎng)的作用下氮氮三鍵更容易斷裂，降低了反應(yīng)所需要的能量，反應(yīng)更容易進(jìn)行；傳統(tǒng)的合成氨的條件是高溫、高壓，該方法的優(yōu)點(diǎn)是低溫、低壓，這樣就節(jié)約了能源、降低了對(duì)設(shè)備的要求，
故答案為：在電磁場(chǎng)的作用下氮氮三鍵更容易斷裂，降低了反應(yīng)所需要的能量，反應(yīng)更容易進(jìn)行；節(jié)約了能源、降低了對(duì)設(shè)備的要求．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了工業(yè)合成氨工藝的流程，題目難度較大，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題的能力和解決問(wèn)題能力，注意把握反應(yīng)的原理．