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利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下: 依据上述流程,完成下列填空: (1)n ...

利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下:

说明: 满分5 manfen5.com

依据上述流程,完成下列填空:

(1)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol,产生H2________mol(用含n的代数式表示)。

(2)K2CO3溶液和CO2反应在加压条件下进行,加压的理论依据是________(填字母代号)。

a.相似相溶原理 b.平衡移动原理 c.酸碱中和原理

(3)由KHCO3分解得到的CO2可以用于________(写出CO2的一种重要用途)。

(4)整个流程有三处循环,一是Fe(OH)3循环,二是K2CO3溶液循环,三是________循环。

 

(1)2.7n (2)b (3)生产纯碱(或作制冷剂等,其他合理答案也可) (4)N2、H2 【解析】 试题分析:读懂工业流程:第一次反应CH4+H2O(g)CO+3H2产生1 mol CO的同时产生3 mol H2,故(1)产生H2 2.7n mol。 (2)K2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l)===2KHCO3(aq) Δn减小,加压有利于平衡向正反应方向进行。 (3)CO2制造纯碱、干冰、化肥等。 (4)N2、H2也可循环。 考点:考查合成氨工艺流程的有关判断、计算以及平衡移动原理的有关应用
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考点分析:
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实验室用N2、H2合成氨气,并用酚酞试液检验生成的氨气,用锌与盐酸反应制取氢气;用NaNO2饱和溶液和NH4Cl饱和溶液共热制取氮气:

NaNO2+NH4Cl===NaCl+NH4NO2

NH4NO2说明: 满分5 manfen5.comN2↑+2H2O。

制取装置如图所示:

说明: 满分5 manfen5.com

(1)装置A用于制取________。

(2)装置E中分液漏斗上方常用导管与圆底烧瓶相通,作用是________。装置E与装置C直接相连,连接时导管口连接方法为e接________。

(3)装置C的另一接口与其他仪器装置相连接时,导管口的连接顺序为:另一接口________接________,________接________,________接________。

(4)装置D的作用为________。装置F导出的气体的成分为________。

(5)装置G内滴有酚酞的试液,用于检验氨气的生成,该装置中导管口能否插入液面以下________(填“能”或“不能”),理由是___________________________________________。

(6)从充分利用原料的角度看,装置G应装双孔塞,此时另一接口应与________相连为佳。

 

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合成氨工业中,原料气(N2、H2,混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO,其反应为:CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]·CO(正反应为放热反应)。

(1)必须除去CO的原因是________________________________________________________。

(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中CO的适宜条件是_____________________________。

(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液经适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力而循环使用,其再生的条件是__________________________________________________________。

 

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在合成氨反应中,入口气体中N2、H2、NH3体积比为6∶18∶1,出口气体中N2、H2、NH3体积比为9∶27∶8,则H2的转化率为____________。

 

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合成氨所需H2可由煤和水反应制得,其中的一步反应为:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

正反应是放热反应,欲提高CO的转化率,可采用的方法有:①降低温度、②增大压强、③使用催化剂、④增大CO的浓度、⑤增大水蒸气的浓度,其中正确的组合是(  )

A.①②③                               B.④⑤

C.①⑤                                 D.只有⑤

 

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一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的体积占25%,若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是(  )

A.说明: 满分5 manfen5.com                                  B.说明: 满分5 manfen5.com

C.说明: 满分5 manfen5.com                                  D.说明: 满分5 manfen5.com

 

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