【題目】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:H=-92.4kJ·L-1,一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下:

1)步驟II中制氯氣原理如下:

I. H=+206.4kJ·L-1

II. H=-41.2kJ·L-1

①對(duì)于反應(yīng)I,一定可以提高平衡體系中H2百分含量,又能加快反應(yīng)速率的是____________________。

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)

②利用反應(yīng)II,將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,可提高H2產(chǎn)量。若1mol COH2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng),得到1.18molCO、CO2H2的混合氣體,則CO轉(zhuǎn)化率為_______________。

2)圖1表示500℃、60.0Mpa條件下,原料氣投料比平衡時(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):________。

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

【答案】a 90% 14.5% 對(duì)原料氣加壓,分離液氨,未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)使用

【解析】

天然氣脫硫后得到純凈的甲烷,甲烷與水蒸氣反應(yīng)生成H2CO,為了得到更多的H2,CO又與水蒸氣反應(yīng),生成的H2再加入N2后經(jīng)過加壓,利用合成氨放出的熱量進(jìn)行預(yù)熱處理,再在合成塔里反應(yīng),反應(yīng)后經(jīng)過熱交換后分離出液氨,剩余的混合氣體N2H2循環(huán)使用。

⑴①a. 升高溫度,速率加快,平衡向吸熱反應(yīng)即正向移動(dòng),氫氣百分含量增大;b. 增大水蒸氣濃度,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng),雖然氫氣量增加,但平衡移動(dòng)是微弱的,總的體積增加的多,氫氣百分含量減少;c. 加入催化劑,速率加快,平衡不移動(dòng),氫氣百分含量不變;d. 降低壓強(qiáng),速率減慢;②建立三段式并根據(jù)題意解答。

⑵假設(shè)氮?dú)馕镔|(zhì)的量為1mol,氫氣物質(zhì)的量為3mol,建立三段式并根據(jù)題意列出關(guān)系式,最后計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù)。

⑴①a. 升高溫度,速率加快,平衡向吸熱反應(yīng)即正向移動(dòng),氫氣百分含量增大,故a符合題意;b. 增大水蒸氣濃度,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng),雖然氫氣量增加,但平衡移動(dòng)是微弱的,總的體積增加的多,氫氣百分含量減少,故b不符合題意;c. 加入催化劑,速率加快,平衡不移動(dòng),氫氣百分含量不變,故c不符合題意;d. 降低壓強(qiáng),速率減慢,故d不符合題意;綜上所述,答案為a

0.2x+x+0.8+x =1.18,則x =0.18,則CO轉(zhuǎn)化率為;故答案為:90%。

⑵假設(shè)氮?dú)馕镔|(zhì)的量為1mol,氫氣物質(zhì)的量為3mol,建立三段式,,解得x=0.591,N2的平衡體積分?jǐn)?shù)為;故答案為:14.5%。

⑶上述流程圖中,使合成氨氣放出的能量得到充分利用是將放出的熱量用于原料氣預(yù)熱,主要步驟是IV。該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng),因此加壓可提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率,分離液氨,未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)使用提高原料利用率,因此本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法主要是對(duì)原料氣加壓,分離液氨,未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)使用;故答案為:IV;對(duì)原料氣加壓,分離液氨,未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)使用。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】大豆中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì),由大豆加工出來的食品很多,深受人們喜愛。請(qǐng)回答下列問題:

(1)我們所吃的豆腐的主要成分是________(填寫字母)。

A.凝膠 B.蛋白質(zhì) C.脂肪 D.淀粉

(2)點(diǎn)豆腐所采用的凝聚劑是________(填寫字母)

A.石膏 B.硫酸鋇 C.氫氧化鈉 D.硫酸

(3)我們食用的大豆,最終補(bǔ)充給人體的主要成分是________(填寫字母)。

A.氨基酸 B.蛋白質(zhì) C.多肽 D.糖類

(4)大豆中含有一定量的酯類。該液態(tài)酯類的水解產(chǎn)物是丙三醇(俗稱________)________,其分子結(jié)構(gòu)中________(填“有”或“無”)碳碳雙鍵,丙三醇的結(jié)構(gòu)簡式是____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】兩種不同溫度(T1T2)時(shí),硫酸鋇在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。p(Ba2+)=-lgc(Ba2+)p(SO42-)=-lgc(SO42-)。已知硫酸鋇在水中溶解吸收熱量。下列說法正確的是(

A.溫度高低:T1T2

B.加入BaCl2固體,可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)

C.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液在T1溫度時(shí)有固體析出

D.T2溫度下,BaSO4Ksp=1×10-25mol2·L-2

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【題目】汽車的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池,電池反應(yīng)如下: PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4+ 2H2O,根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是(  )

A. PbO2放電時(shí)是電池的負(fù)極,充電時(shí)是電池的陽極

B. 負(fù)極的電極反應(yīng)式為:Pb + SO42—– 2e=PbSO4

C. 放電時(shí),PbO2得電子,被氧化

D. 電池放電時(shí),溶液酸性增強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)按下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究銅與濃硫酸的反應(yīng),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象見下表。

下列說法正確的是

A.②中白色沉淀是BaSO3

B.①中可能有部分硫酸揮發(fā)了

C.為確定①中白色固體是否為硫酸銅,可向冷卻后的試管中注入水,振蕩

D.實(shí)驗(yàn)時(shí)若先往裝置內(nèi)通入足量N2,再加熱試管①,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯胺是重要的化工原料。某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行苯胺的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

已知:①NH3相似,與鹽酸反應(yīng)生成易溶于水的鹽

②用硝基苯制取苯胺的反應(yīng)原理:+3Sn+12HCl+3SnCl4+4H2O

③有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)見下表:

I.比較苯胺與氨氣的性質(zhì)

1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近,產(chǎn)生白煙,反應(yīng)的化學(xué)方程式為____;用苯胺代替濃氨水重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),卻觀察不到白煙,原因是____。

Ⅱ.制備苯胺

往圖1所示裝置(夾持裝置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸(過量),置于熱水浴中回流20min,使硝基苯充分還原;冷卻后,往三頸燒瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈堿性。

2)冷凝管的進(jìn)水口是____(填“a”或“b”);

3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反應(yīng)的離子方程式為____

Ⅲ.提取苯胺

i.取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶,改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產(chǎn)生水蒸氣,燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物;分離混合物得到粗苯胺和水溶液。

ii.往所得水溶液中加入氯化鈉固體,使溶液達(dá)到飽和狀態(tài),再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。

iii.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固體干燥,蒸餾后得到苯胺2.79g。

4)裝置B無需用到溫度計(jì),理由是____

5)操作i中,為了分離混合物,取出燒瓶C前,應(yīng)先打開止水夾d,再停止加熱,理由是____。

6)該實(shí)驗(yàn)中苯胺的產(chǎn)率為____。

7)欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質(zhì),簡述實(shí)驗(yàn)方案:____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值,下列說法正確的是

A.0.1molKHSO4晶體中含有H+數(shù)為0.1NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6LSO3分子中含有的電子總數(shù)為10NA

C.50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇水溶液中,含氫原子總數(shù)為3NA

D.33.6gFe與足量的水蒸氣加熱充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.6NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鎳鈷錳三元材料是近年來開發(fā)的一類新型鋰離子電池正極材料,該材料中Ni為主要活潑元素,通?梢院唽憺LiAO2。充電時(shí)總反應(yīng)為LiAO2+nC=Li1-xAO2+LixCn0<x<1),工作原理如圖所示,下列說法正確的是

A.放電時(shí)Ni元素最先失去電子

B.放電時(shí)電子從a電極由導(dǎo)線移向b電極

C.充電時(shí)的陽極反應(yīng)式為LiAO2 xe= Li1-xAO2 + xLi+

D.充電時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子,理論上陰極材料質(zhì)量增加7g

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乙炔是一種重要的有機(jī)化工原料,以乙炔為原料在不同的反應(yīng)條件下可以轉(zhuǎn)化成以下化合物:

下列說法正確的是(

A.正四面體烷的分子式為C4H8B.正四面體烷二氯取代產(chǎn)物有1

C.環(huán)辛四烯核磁共振氫譜有2組峰D.環(huán)辛四烯與苯互為同系物

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