化学反应原理在工业生产中有广泛的应用。
(1)工业合成氨气的氢气主要来自天然气与水的反应, 但这种原料气中含有CO杂质,工业生产中通过下列反应来实现原料气中CO的除去。
CO(g)+H2O(g)CO(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下反应达到平衡后采取_____措施可提高CO的转化率。在容积为2L的容器中发生上述反应,其中c(CO2)与反应时间(t)的关系如图甲所示,在t0时刻将容器体积扩大至4L,在图甲中画出t0时刻后。c(CO2)与反应时间(t)的变化曲线_____。
(2)氨气的重要用途是合成尿素. 当加料比n(NH3)/n(CO2)=4时,CO2的转化率变化如图乙所示,a点v(CO2)逆______点v(CO2)正(填“大于”、“小于”或“等于”)。NH3的平衡转化率是______。
(3)某科研小组利用CO和H2在密闭容器中反应合成甲醇的实验,容器的开始体积是VL,实验中向容器中加人CO nmol, H22nmol,在一定的压强和催化剂的作用下反应:CO (g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。右图为反应达到平衡时CO的转化率与温度、压强的关系。回答下列问题。
①上述合成甲醇的反应是______(填 “吸热”或“放热”)反应,图像中的压强p1、p2、p3的大小关系是_______。
②由图像分析压强p1温度是100℃时合成甲醇反应的平衡常数K=_______。
③在压强是p1温度是100℃的条件下,开始若向容器中加入CO 2nmol,H24nmol,反应达到平衡时CO的转化率_____(填“变大”、“变小”或“不变”),平衡时CO的物质的量_____(填“大于”、“小于”或“等于”)nmol
高三化学简答题中等难度题
化学反应原理在工业生产中有广泛的应用。
(1)工业合成氨气的氢气主要来自天然气与水的反应, 但这种原料气中含有CO杂质,工业生产中通过下列反应来实现原料气中CO的除去。
CO(g)+H2O(g)CO(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下反应达到平衡后采取_____措施可提高CO的转化率。在容积为2L的容器中发生上述反应,其中c(CO2)与反应时间(t)的关系如图甲所示,在t0时刻将容器体积扩大至4L,在图甲中画出t0时刻后。c(CO2)与反应时间(t)的变化曲线_____。
(2)氨气的重要用途是合成尿素. 当加料比n(NH3)/n(CO2)=4时,CO2的转化率变化如图乙所示,a点v(CO2)逆______点v(CO2)正(填“大于”、“小于”或“等于”)。NH3的平衡转化率是______。
(3)某科研小组利用CO和H2在密闭容器中反应合成甲醇的实验,容器的开始体积是VL,实验中向容器中加人CO nmol, H22nmol,在一定的压强和催化剂的作用下反应:CO (g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。右图为反应达到平衡时CO的转化率与温度、压强的关系。回答下列问题。
①上述合成甲醇的反应是______(填 “吸热”或“放热”)反应,图像中的压强p1、p2、p3的大小关系是_______。
②由图像分析压强p1温度是100℃时合成甲醇反应的平衡常数K=_______。
③在压强是p1温度是100℃的条件下,开始若向容器中加入CO 2nmol,H24nmol,反应达到平衡时CO的转化率_____(填“变大”、“变小”或“不变”),平衡时CO的物质的量_____(填“大于”、“小于”或“等于”)nmol
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。
(1)工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应,已知下列3 个热化学方程式(K 为平衡常数):
(2)工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应,但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质,工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2 (g)ΔH<0。
①一定条件下,反应达到平衡后,欲提高CO 的转化率,可采取的措施有 、 。
②在容积为2 L 的密闭容器中发生上述反应,其中c(CO)随反应时间(t)的变化如图甲中曲线Ⅰ,如果在t0时刻将容器容积扩大至4 L,请在图甲中画出t0时刻后c(CO)随反应时间(t)的变化曲线。
(3)氨气的重要用途是合成尿素,一定条件下,NH3和CO2 合成尿素的反应为。当加料比例n(NH3)/n(CO2)=4 时,CO2的转化率随反应时间(t)的变化如图乙所示,a 点v 逆(CO2) b 点v 正(CO2)(填“>”、“<”或“=”),NH3的平衡转化率为 。
(4)硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收,生成的(NH4)2SO3再与硫酸反应,将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料,而生成的(NH4)2SO4可作肥料。常温下,0.1mol·L-1(NH4)2SO4 溶液中各离子浓度由大到小的顺序是 ;
若某工厂中使用的是室温下0.1 mol·L-1 的氨水,那么该氨水的pH= 。
(已知
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氨气是一种重要的化工产品,在生产和科研中应用广泛,氢气是工业合成氨的原料之一,工业上制取氨气有下列两种途径:
途径一、用水和天然气作原料一步反应制得
途径二,用煤和水作原料经多步反应制得
请回答下列问题:
(1)途径一反应的还原产物是______。
(2)途径二中的一步反应为:
①上述反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是______填写序号。
A.增大压强 降低温度 增大的浓度 使用催化剂
②已知1000K时,上述反应的平衡常数,若要使CO的转化率超过,则起始时:不低于______。
③在容积为2L的容器中发生上述反应,测得与反应时间t的变化曲线Ⅰ如图1所示,若在时刻将容器的体积扩大至4L,请在答题卡图中绘出与反应时间变化的曲线Ⅱ。____________
(3)目前常用氨气处理硝酸生产的工业尾气,在左右且有催化剂存在的情况下,氨气能把还原成无色无毒气体,直接排入空气中,已知氢气的燃烧热为,,。试写出氨气与反应生成无毒气体和液态水的热化学方程式______。
(4)工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素,其反应为:CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O;生成过程中,原料气常混有水蒸气,的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系如图2所示:
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最小的是______。
②若B点氨的转化率为,则______。
(5)某同学将和按物质的量之比2:1通入水中,充分反应所得溶液中、、三种离子浓度由大到小的顺序是______已知:氨水、碳酸的电离平衡常数如表
弱电解质 | 化学式 | 电离常数 |
氨水 | ||
碳酸 | ||
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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。
(1)传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.47kJ/mol
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+72.49kJ/mol
反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=_____________kJmol。
②液氨可以发生电离:2NH3(l)NH2-+NH4+,COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素,写出该反应的化学方程式______________。
(2)氨气易液化,便于储运,可利用NH3作储氢材料已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+92.4 kJ/mol 。
①氨气自发分解的反应条件是________________(填“低温” 或 “高温”)。
②其他条件相同,该反应在不同催化剂作用下反应,相同时间后,氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。
在600℃时催化效果最好的是________________(填催化剂的化学式)。c点氨气的转化率高于b点, 原因是________________。
(3)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池(电极为惰性材料)进行电解除去NH3,净化污水。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。
①写出电解时A极的电极反应式:________________。
②写出第二步反应的化学方程式:__________________。
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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛
(1)传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.47 kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+ 72.49 kJ·mol-1
反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= kJ·mol-1。
②液氨可以发生电离:2NH3(l)NH2- + NH4+,COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素,写出该反应的化学方程式 。
(2)氨气易液化,便于储运,可利用NH3作储氢材料
已知:2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) ΔH=+92.4 kJ·mol-1
① 氨气自发分解的反应条件是 (填“低温” 或 “高温”)。
②其他条件相同,该反应在不同催化剂作用下反应,相同时间后,氨气的转化率随反应温度的变化如右图所示。
在600℃时催化效果最好的是 (填催化剂的化学式)。c点氨气的转化率高于b点,原因是 。
(3)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池(电极为惰性材料)进行电解除去NH3,净化污水。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。
①写出电解时A极的电极反应式: 。
②写出第二步反应的化学方程式: 。
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天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。
Ⅰ.在制备合成氨原料气H2 中的应用
(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206.2 kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH = +165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是________。
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率
(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示:
汽气比与CO平衡变换率的关系
析图可知:
① 相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是________。
② 汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是________。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为:Kp=________。随温度的降低,该平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用
以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下:
(1)外电路电子流动方向:由________流向________(填字母)。
(2)空气极发生反应的离子方程式是________。
(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e‑ 转移,有________ g 精铜析出。
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天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。
(1)Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用
(1)甲烷蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是 。
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示:
析图可知:
①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是 。
②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是 。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为Kp= 。随温 度的降低,该平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下:
(1)外电路电子流动方向:由 流向 (填字母)。
(2)空气极发生反应的离子方程式是 。
(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e-转移,有 g 精铜析出。
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氮元素及其化合物在国防科学技术生产中有重要应用。
(1)写出实验室制NH3的化学反应方程式
(2)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,氢气的来源是水和碳氢化合物,写出以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 。
(3)在合成氨的原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) △H<0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,可采取的措施有 ,已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中,c(H2O)﹕c(CO)不低于 ,
(4)在容积为2L容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g),已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ
若在t0时刻将容器的体积扩大至4L,请在答题卡图中绘出c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅱ
(5)工业上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定条件下合成,其化学反应方程式为
(6)合成尿素时,当氨碳比=4,CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示.
①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率为v正(CO2)(填“>”、“<”或“=”)
②NH3的平衡转化率为 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
氮化铝是一种新型的无机非金属材料,被广泛应用于集成电路生产领域。其制备反应原理为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。制备过程中,原料配比不当或反应不完全等因素都会造成产品中含有碳或Al2O3等杂质。为测定产品中AlN的质量分数,某同学按下图装置进行相关实验。可选用的化学试剂:m g氮化铝片状固体、NaOH饱和溶液、水、煤油、医用酒精。
回答下列问题:
(1)简述检查该套装置气密性的方法:____________________________________。
(2)上图B中试剂最好选用:__________(填序号)。
①水 ②煤油 ③医用酒精
已知A 中有NaAlO2生成,并放出有刺激性气味的气体,写出A中发生反应的化学方程式:______________________________________________________。
(3)读取C(量筒)中液体体积时,应注意__________(填字母)。
a.C中液面不再上升时立即读数
b.上下移动C,使之液面与B中液面相平
c.A中不再有气泡逸出
d.视线与凹液面最低处相平
(4)m g氮化铝与足量NaOH饱和溶液反应,实验结束后,C中收集到液体的体积为V L(已折算成标准状况),则AlN样品的纯度为__________(写计算表达式)。
(5)上述实验方案,可能因气体体积测量不准,导致误差较大。有人建议改用下列A、B两个装置中的一种(在通风橱内进行),只需进行简单而又必要的数据测量,用差量法就可比较准确确定样品中AlN的质量分数。较合理的装置是_________(填字母)。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
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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