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工业上合成氨工艺流程一般分三步:第一步为原料气的制备,将天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气;第二步为净化,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程;第三步为氨合成,将纯净的氢氮混合气压缩,增大压强,在催化剂的作用下合成氨。
(1)“一次转化”过程中CH4气体与水蒸气反应转化为CO和H2混合气体,已知几种物质的燃烧热如表所示:
物质 H2(g) CH4(g) CO(g) C(s)
燃烧热ΔH/kJ⋅mol-1 -285.5 -890.3 -283 -393.5
H2O(1)的汽化热为+44kJ⋅mol-1,则“一次转化”过程中生成CO的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+205.2kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+205.2kJ/mol

(2)“二步净化”过程中,原料N2、H2需要经过铜氨液处理净化,除去其中的CO,其反应为:[Cu(NH32]++CO+NH3⇌[Cu(NH33CO]+  ΔH<0,铜氨液吸收CO适宜的生产条件是
a
a
(填字母)。
a.低温高压
b.高温高压
c.高温低压
d.低温低压
(3)第三步为氨合成,生产流程示意图如图。已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)   ΔH=-92kJ/mol。
①上述流程中有利于提高原料利用率的措施有
加压、冷却液化氨、原料气循环利用
加压、冷却液化氨、原料气循环利用
(请写出两点);
②有利于提高单位时间内氨的产率的措施有
干燥净化、加压10Mpa~30Mpa、原料气的循环利用、铁触媒400~500℃
干燥净化、加压10Mpa~30Mpa、原料气的循环利用、铁触媒400~500℃
(请写出两点)。
(4)实验室研究是工业生产的基石。如图中的实验数据是在其它条件不变时,向1L密闭容器中充入1molN2和3molH2,不同温度(T1>T2>T3)、不同压强下,达平衡时混合物中NH3的物质的量分数的变化情况。
①曲线a对应的温度是
T3
T3

②M、N、Q点平衡常数的大小关系是
K(M)=K(Q)>K(N)
K(M)=K(Q)>K(N)
;K点的平衡常数为
768(L/mol)2
768(L/mol)2

③K点达平衡后再向容器中充入1molH2和2molNH3,平衡将
正向移动
正向移动
(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。

【答案】CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+205.2kJ/mol;a;加压、冷却液化氨、原料气循环利用;干燥净化、加压10Mpa~30Mpa、原料气的循环利用、铁触媒400~500℃;T3;K(M)=K(Q)>K(N);768(L/mol)2;正向移动
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/23 12:26:7组卷:13引用:2难度:0.7
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  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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