[化學(xué)與技術(shù)]
我國有豐富的天然氣資源.以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出):
精英家教網(wǎng)
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸氣在t℃,p k Pa時(shí),完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是:
 

(2)上述流程中,工業(yè)上分離H2、CO2合理的方法是
 

A.混合氣先通入氫氧化鈉溶液,再在溶液中加鹽酸
B.混合氣加壓冷卻,使CO2液化
C.混合氣用氨水洗滌
D.混合氣先通入到石灰漿,然后高溫煅燒固體,
(3)為了保證氨氣順利合成,在空氣進(jìn)入合成塔之前必須對(duì)空氣進(jìn)行
 
,目的是
 
;在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過程中,常采取將生成的氨從混合氣體中分離出來,分離出氨的方法:
 

(4)合理地利用資源不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益,而且也是對(duì)社會(huì)、對(duì)全人類負(fù)責(zé)的表現(xiàn),請(qǐng)用線段和箭頭畫出圖中的兩處合理利用資源情況.
分析:(1)0.5mol甲烷和0.5mol水蒸氣完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,則反應(yīng)物各1mol完全反應(yīng)吸收2aKJ熱量;
(2)A.混合氣先通入氫氧化鈉溶液,再在溶液中加鹽酸,生成的二氧化碳中混有HCl;
B.利用二者的沸點(diǎn)不同分離;
C.二氧化碳能與氨水反應(yīng);
D.混合氣先通入到石灰漿,然后高溫煅燒固體,操作比較復(fù)雜,不容易實(shí)現(xiàn);
(3)空氣中的某些物質(zhì)能是催化劑中毒;實(shí)際生產(chǎn)過程中,常采用分離產(chǎn)物的方法促進(jìn)平衡正移,提高轉(zhuǎn)化率;
(4)合成氨的轉(zhuǎn)化率較低,產(chǎn)物中有較多的原料氣,循環(huán)使用;分離出的二氧化碳可以用來制備尿素.
解答:解:(1)0.5mol甲烷和0.5mol水蒸氣完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,則反應(yīng)物各1mol完全反應(yīng)吸收2aKJ熱量,所以其熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+H2O(g)
 t℃pKPa 
.
 
CO(g)+3H2(g)+2aKJ,
故答案為:CH4(g)+H2O(g)
 t℃pKPa 
.
 
CO(g)+3H2(g)+2aKJ;
(2)A.混合氣先通入氫氧化鈉溶液,再在溶液中加鹽酸,由于HCl易揮發(fā),所以生成的二氧化碳中混有HCl,故A錯(cuò)誤;
B.利用二者的沸點(diǎn)不同分離,混合氣加壓冷卻,使CO2液化,從而分離,故B正確;
C.用氨水吸收二氧化碳,剩下的是氫氣,故C正確;
D.混合氣先通入到石灰漿,然后高溫煅燒固體,操作比較復(fù)雜,不容易實(shí)現(xiàn),故D錯(cuò)誤;
故答案為:BC;
(3)空氣中的某些物質(zhì)能是催化劑中毒,所以在空氣進(jìn)入合成塔之前必須對(duì)空氣進(jìn)行凈化;實(shí)際生產(chǎn)過程中,常采用液化氨氣,使氨氣分離出來,促進(jìn)平衡正移,提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,
故答案為:凈化;防止空氣中某些雜質(zhì)使催化劑中毒;液化氨氣;
(4)合成氨的轉(zhuǎn)化率較低,產(chǎn)物中有較多的原料氣,循環(huán)使用;分離出的二氧化碳可以用來制備尿素;合理地利用資源不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益,而且也是對(duì)社會(huì)、對(duì)全人類負(fù)責(zé)的表現(xiàn),用線段和箭頭畫出圖中的兩處合理利用資源情況為:
精英家教網(wǎng),
故答案為:精英家教網(wǎng)
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)工藝流程的理解,熱化學(xué)方程式,物質(zhì)的分離等,難度中等,關(guān)鍵是掌握整個(gè)制備流程原理,要求學(xué)生要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2011?懷化一模)化學(xué)一化學(xué)與技術(shù)
我國有豐富的天然氣資源.以天然氣為原料合成尿素的主要流程如圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?BR>(1)合成尿素的反應(yīng)分二步,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
2NH3+CO2
 加溫、加壓 
.
 
NH2COONH4
2NH3+CO2
 加溫、加壓 
.
 
NH2COONH4
;
NH2COONH4
 加熱 
.
 
CO(NH22+H2O
NH2COONH4
 加熱 
.
 
CO(NH22+H2O

(2)依據(jù)流程圈,判斷下列說法正確的是
C
C

A.在轉(zhuǎn)化CO的過程中使用催化劑,可以提高CO的轉(zhuǎn)化率
B.進(jìn)入分離二氧化碳裝置的氣體有2種
C.N2、H2的循環(huán)使用,提高了原子的利用率
D.二氧化碳與氨合成尿素屬于人工固氮
E.流程中的原料有3種取之不盡,用之不完
(3)合成氨選擇的外界條件是:催化劑,20~50MPa的壓強(qiáng),500℃的溫度.選擇該溫度的主要原因是
500℃的溫度反應(yīng)速率較快,催化劑活性最高
500℃的溫度反應(yīng)速率較快,催化劑活性最高

(4)已知制造合成氣的反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c(CO)?c3(H2)
c(CH4)?c(H2O)
c(CO)?c3(H2)
c(CH4)?c(H2O)
.降低溫度K減小,則正反應(yīng)是一個(gè)
熱反應(yīng).當(dāng)造合成氣的反應(yīng)中甲烷的轉(zhuǎn)化率為75%.合成氨中氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%(其他過程的損失不計(jì))以5.60xlO7L甲烷為原料能夠合成
4.48xlO7L
4.48xlO7L
L氨氣.(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

化學(xué)一化學(xué)與技術(shù)
我國有豐富的天然氣資源.以天然氣為原料合成尿素的主要流程如圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br/>(1)合成尿素的反應(yīng)分二步,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
①______;
②______.
(2)依據(jù)流程圈,判斷下列說法正確的是______.
A.在轉(zhuǎn)化CO的過程中使用催化劑,可以提高CO的轉(zhuǎn)化率
B.進(jìn)入分離二氧化碳裝置的氣體有2種
C.N2、H2的循環(huán)使用,提高了原子的利用率
D.二氧化碳與氨合成尿素屬于人工固氮
E.流程中的原料有3種取之不盡,用之不完
(3)合成氨選擇的外界條件是:催化劑,20~50MPa的壓強(qiáng),500℃的溫度.選擇該溫度的主要原因是______.
(4)已知制造合成氣的反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=______.降低溫度K減小,則正反應(yīng)是一個(gè)______熱反應(yīng).當(dāng)造合成氣的反應(yīng)中甲烷的轉(zhuǎn)化率為75%.合成氨中氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%(其他過程的損失不計(jì))以5.60xlO7L甲烷為原料能夠合成______L氨氣.(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)

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科目:高中化學(xué) 來源:陜西省模擬題 題型:填空題

[三選一—選修2:化學(xué)與技術(shù)]
四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出): 請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/div>
(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸氣在t ℃,p k Pa時(shí),完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是:____________。
(2)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過程中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中即時(shí)分離出來,并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用,同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃。?qǐng)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說明采取該措施的理由:_______________。
(3)當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí),以5.60×107 L甲烷為原料能夠合成______________L 氨氣。(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)
(4)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為:請(qǐng)寫出兩種含有碳氧雙鍵 的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:①________________ ,②_____________ 。

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科目:高中化學(xué) 來源:2010年遼寧省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考高考化學(xué)二模試卷(解析版) 題型:解答題

化學(xué)一化學(xué)與技術(shù)
我國有豐富的天然氣資源.以天然氣為原料合成尿素的主要流程如圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)合成尿素的反應(yīng)分二步,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
①______ NH2COONH4

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