Ⅰ合成氨在工业上有重要用途，原料氢气来源于天然气。完成下列填空：(1)天然气中的H2S杂质...

Ⅰ合成氨在工业上有重要用途，原料氢气来源于天然气。完成下列填空：

(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS，若恰好完全反应，则该溶液中存在____个平衡。

(2)一定条件下向NH4HS溶液中通入富氧空气(含氧体积分数50%)，得到单质硫并使吸收液再生，写出该反应的化学方程式：___________________。当消耗标况下22.4升富氧空气时，有________mol电子转移。

(3)H2来自于天然气：CH4(g)+ H2O(g)3H2(g)+CO(g)。如果该反应在恒容密闭容器中进行，能说明其达到化学平衡状态的是________。(选填编号)

a．υ正(H2)∶υ逆(CO)=3∶1　　　　　　　 b．气体密度不再改变

c．c(H2)∶c(CO) =3∶1　　　　　　　　　　 d．气体的平均相对分子质量保持不变

Ⅱ氨水是实验室常用的弱碱。

(4)在25℃时，将a mol/L氨水与0.01 mol/L盐酸等体积混合，平衡时，溶液中c(NH4+)＝c(Cl－)，则溶液显_____(填“酸”、“碱”或“中”)性；amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合(pH＞7)，混合溶液中微粒的物质的量浓度由大到小顺序：___________。

(5)25℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等，现向10 mL浓度为0.1mol/L的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中___________。　(选填编号)

a．水的电离程度始终增大

b．正好生成CH3COONH4时，与纯水中H2O的电离程度相同

c．常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的pH之和为14

d．当加入氨水的体积为10 mL时，c(NH4+)＝c(CH3COO－)

(6)往CaCl2溶液中通入CO2至饱和，无明显现象，再通一定量氨气后有白色沉淀，请用电离平衡理论解释上述现象：__________________________。

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（本题共12分）大约100年前，德国化学家哈伯(F．Haber)开始研究由氮气和氢气合成氨。一种工业合成氨的简易流程图如下：

28．天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式：___________________________________________。

29．工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化含某些杂质的原料氢气。已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27。R原子核外电子有_____种不同运动状态，最外层的p电子有_______种自旋方向。

30．常温下，不能与M单质发生反应的是_________（填序号）

A．CuSO4溶液　　　　

B．Fe2O3　　　　

C．浓硫酸　　　　

D．NaOH溶液　　

E．Na2CO3固体

步骤Ⅱ中制氢气原理如下:

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)- 206．4 kJ

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)+ 41．2 kJ

31．对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是　　 。

A．升高温度　　 　　 B．增大水蒸气浓度　　　　 C．加入催化剂　　　　 D．降低压强

32．利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1．18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________。

33．依据温度对合成氨反应的影响,在下图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

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(14分)某合成氨厂利用附近化工厂副产品CaSO4设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程：

请回答以下问题：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）工业上在500℃左右使用铁触媒作为催化剂合成NH3，

①铁触媒中含有Fe3＋，，则Fe3＋的核外电子排布式为　　　　　　　　

②500℃时，合成塔中的反应为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）　 ∆H= －92.4kJ/mol在密闭条件下，下列示意图能说明反应进行到t1时刻时达到平衡状态的是　　 （填字母编号）。

（3）沉淀池中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　

（4）在上述流程中可以循环使用的X是　　　　　　　 （填化学式），从(NH4)2SO4溶液中获得 (NH4)2SO4晶体操作的步骤是是加热浓缩、　　　　　　 、过滤、洗涤、干燥。

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某些天然气开采中含有H2S气体，为了安全、有效地利用这一资源，提高经济价值，工业上可以采取多种处理方式。

Ⅰ．吸收：

（1）加工过程中常用氨水吸收H2S，产物为NH4HS，请写出对应的化学方程式：　　　　　　　　　　 。

Ⅱ．再利用：加工过程中产生的H2S废气可用来制H2，既廉价又环保。工业上采用以下两种方法制备H2

1高温热分解法

已知：H2S（g）H2(g)+S(g)　　 △H

在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率，结果见图。请回答：

（2）△H　　　　　　　　　 0（填 “>”或者“<”）,你判断的依据是：　　　　　　　 。

ii.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，

（3）据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________

2电化学法

已知：该法制氢过程的示意图如右，FeCl3溶液可作为H2S的吸收液。

请回答：

（4）反应池中发生反应的离子方程式为_____________。

（5）请结合化学用语解释说明该装置能够产生H2的原因　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）该装置除了能够制氢外，还具有何种优点？请你评价　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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（本题14分）

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为： N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q（Q＞0）

一种工业合成氨的简易流程图如下：

完成下列填空：

28．天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生。NH4HS的电子式是_______________，写出再生反应的化学方程式：_______________。NH3的沸点高于H2S，是因为NH3分子之间存在着一种比_________力更强的作用力。

29．室温下，0.1 mol/L的氯化铵溶液和0.1 mol/L的硫酸氢铵溶液，酸性更强的是_______，其原因是_______。

已知：H2SO4：Ki2=1.2×10－2　　 NH3·H2O：Ki=1.8×10－5

30．图甲表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：______（答案用小数表示，保留3位有效数字）。

31．依据温度对合成氨反应的影响，在图乙坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

32．上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）________。

简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：________________________________。

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天然气是一种重要的化工原料，其中含有少量H2S羰基硫（COS），能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。

（1）氨水可以吸收H2S，若生成物是NH4HS，写出反应的离子方程式___。

（2）利用含Fe3+的溶液可以脱除其中的H2S。将H2S和空气按一定流速通酸性FeCl3溶液，可实现空气脱硫得到单质硫。FeCl3溶液吸收H2S过程中，溶液中的n（Fe3+）、被吸收的n（H2S）随时间t变化如图。

①t1以前，溶液中n（Fe3+）不断减小的原因是___（用离子方程式表示）。

②t1以后，溶液中n（Fe3+）基本保持不变，原因是___。此时，溶液中总反应的离子方程式可以表示为___。

（3）羰基硫的碱性水解是常用的脱硫方法，其流程如图：

①已知B是硫化钠，C是一种正盐，则B的电子式为___，C的化学式为___。

②写出反应②的离子方程式___。

③如图是反应②中，在不同反应温度下.反应时间与H2产量的关系（Na2S初始含量为3mmol）。由图像分析可知，a点时溶液中除S2O32-外，还有___（填含硫微粒的离子符号）。

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　　 △H=-92.4kJ⋅mol-1

一种工业合成氨的简易流程图如图：

（1）天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：___。

（2）步骤II中制氯气原理如下：

①CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)　　 △H=+206.4kJ⋅mol-1

②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　　 △H=-41.2kJ⋅mol-1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是___。

a.升高温度　 b.增大水蒸气浓度　　 c.加入催化剂　　 d.降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为___。

（3）图2表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：___。

（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图3坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图___。

（5）上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是___(填序号)，简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：___。

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　　 △H=-92.4kJ⋅mol-1

一种工业合成氨的简易流程图如图：

（1）天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：___。

（2）步骤II中制氯气原理如下：

①CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)　　 △H=+206.4kJ⋅mol-1

②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　　 △H=-41.2kJ⋅mol-1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是___。

a.升高温度　 b.增大水蒸气浓度　　 c.加入催化剂　　 d.降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为___。

（3）图2表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：___。

（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图3坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图___。

（5）上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是___(填序号)，简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：___。

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ∆H= —92.4kJ•mol‾1 一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，写出氨水的电离方程式　　　　　　　　　　　　 。吸收产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出吸收液再生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　 。

（2）步骤II中制氢气原理如下：

①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H=+206.4 kJ·mol-1

②CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g)　 △H=－41.2 kJ·mol-1

则反应CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　 △H=　　　　　　　 kJ·mol-1。

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是（填编号）　　　　 。

a．升高温度　 　　 b．增大水蒸气浓度　　 　　 c．加入催化剂　　 　　 d．降低压强

（3）利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O蒸气反应，得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为　　　　　　　　 。

（4）下图1表示500℃、60.0MPa条件下，H2和N2为原料气的投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根　 据图中a点数据计算N2的平衡体积分数为　　　　　　　 。

（5）依据温度对合成氨反应的影响，在下图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入起始原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

（6）简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

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

一种工业合成氨的简式流程图如下：

(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：________________________________。

(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：

ⅰCH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　　　　 ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1

ⅱCO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　　　　 ΔH＝－41.2 kJ·mol－1

①对于反应ⅰ，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是___________。

a．升高温度　 　　　　　　　　 b．增大水蒸气浓度　

c．加入催化剂　 　　　　　　 d．降低压强

②利用反应ⅱ，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为____________。

(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：____________。

(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

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