（16分）合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示。（1）天然气在高温、催化...

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（16分）合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示。

（1）天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成 H2 和 CO 的化学化学方程式为__________________;

（2）右图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数。

①分别用υA(NH3)和υB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则υA (NH3) 　　 　　 υB (NH3)（填“>”、“<”或“=”）。

②在相同温度、当压强由p1变为p3时，合成氨反应的化学平衡常数　　　　　　 。（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）NH3(g) 与CO2(g) 经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　

人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图所示。

阳极室中发生的反应依次为_________________、_________________。

（4）运输氨时，不能使用铜及其合金制造的管道阀门。因为在潮湿的环境中，金属铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化，生成Cu(NH3)42+，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　 。

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合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示。

（1）天然气（主要成分为CH₄）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H₂和CO的化学方程式为________。

（2）甲烷是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低，同时产生有毒气体造成污染。

已知：CH₄(g) + 2O₂(g)＝CO₂(g) + 2H₂O(l)　 　　ΔH₁＝―890.3 kJ/mol

2CO (g) + O₂(g)＝2CO₂(g)　　　　　 ΔH₂＝―566.0 kJ/mol

则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率是完全燃烧时的_____倍（计算结果保留1位小数）。

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：

①甲烷燃料电池的正极反应式是________________。

②当线路中有0.1 mol电子通过时，________（填“a”或“b”）极增重________g。

（4）运输氨时，不能使用铜及其合金制造的管道阀门。因为在潮湿的环境中，金属铜在有NH₃存在时能被空气中的O₂氧化，生成[Cu(NH₃)₄]²⁺，该反应的离子方程式为________。

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合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。

(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为___________________________________。

(2)在合成氨生产中，将生成的氨气及时从反应后的气体中分离出来。运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成，说明理由：___________。

(3)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数。

①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“＝”)。

②在相同温度下，当压强由p1变为p3时，合成氨反应的化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③在250°C、1.0×104kPa下，H2的转化率为________%(计算结果保留小数点后1位)。

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利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H₂，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH₄+H₂O      CO+3H₂。部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1 mol H₂O(g)转变为1 mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和水蒸气在高温下反应的热化学方程式。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N₂、3 molNH₃，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时CH₄的转化率为a。则K和a的关系是K＝。

（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H₂可由以下两个反应获得：C+H₂OCO+H₂     CH₄+H₂OCO+3H₂

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H₂、反应③中H₂的转化率都为80%，计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？

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我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：

请填写下列空白：

(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是___________。

(2)上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是_____________________。

A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸

B．混合气加压冷却，使CO2液化

C．混合气用氨水洗涤

D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体

(3)为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行________，目的是________________；

在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法：________________。

(4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，请用线段和箭头画出图中的两处合理利用资源情况。

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我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：

填写下列空白：

(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是________________ ________________________________________。

(2)上述流程中，工业上分离H2 、CO2合理的方法是________________________________________________________________ 。

A混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸

B混合气加压冷却，使CO2液化

C混合气用氨水洗涤

D混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，

(3)为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行________________________________________________ ，目的是____________________；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法________________________________________________________________________ 。

(4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况________________________________________________________________________________________________________________________________ 。

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合成氨反应是化学上最重要的反应之一：

（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH4)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2molCO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是________该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是___________。

（2） 已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。下图是当反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线

①曲线a对应的温度是________。

②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是________(填序号)

A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q) ＞K(N)

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强条件下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c>b>a

D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

E．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

③N点时c(NH3)＝0.2 mol·L－1，N点的化学平衡常数K＝　　　　　　 (精确到小数点后两位)。

（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为_____________。

（4） NH3可以处理NO2 的污染，方程式如下： NO2＋ NH3N2＋ H2O（未配平）当转移0.6 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下的体积是　　　　　 L。

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合成氨反应是化学上最重要的反应：

（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气（主要成分为CH4）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2mol CO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是　　 　　 　 ，该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是　　 　　 　　 ．

（2）已知N2（g）+3H2（g）⇌2ΝΗ3（g）△H＜0．图是当反应器中按n（N2）：n（H2）=1：3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线．

①曲线a对应的温度是　　 　　 　 ．

②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是　　 　　 　　 （填序号）

A．图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K（M）=K（Q）＞K（N）

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强下，投料相同，达到平衡消耗时间关系为c＞b＞a

D．由曲线a可知，当压强增加到100MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c（NH3）=0.2mol•L﹣1，N点的化学平衡常数K=　　 　　 　　 （用分数表示）．

（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为　　　 　　 ．

（4）NH3 可以处理NO2 的污染，方程式如下：NO2+NH3N2+H2O（未配平）当转移0.6mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是　　 　　 　　 L．

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