Question

（8分）水煤气不仅是合成氨的原料气也是合成烃及其化工产品的原料。

（1）直接水煤气燃料电池中，通CO、H₂的极为电池的     极（选填：“正”，“负”）。

（2）水煤气变换反应：CO(g) + H₂O(g) CO₂(g) + H₂(g)  △H ＜ 0，下列措施能提高反应速率的有     （不定项选择）。

a.升高温度 b.加入催化剂  c.增大压强d.降低浓度

（3）H₂和N₂在催化剂、高温高压条件下合成氨的化学方程式为     。

（4）氨气的水溶液可用于吸收烟道气中的二氧化硫，该反应的化学方程式为     。

（5）将标准状况下582.4L合成气（已知：n(CO)∶n(H₂)=4∶9）通入合成塔，一定条件下可发生2CO(g)+ 4H₂(g) → CH₂=CH₂(g)+2H₂O(g)；CO(g)+3H₂→CH₄(g)+H₂O(g)，充分反应后，经测定产品中只有甲烷、乙烯和水蒸气（假定CO和H₂均无剩余），试计算逸出的气体中乙烯的物质的量（列出计算过程）。

Answer

（1）负 （2）abc （3）N2 + 3H2 2NH3

（4）SO2 + 2NH3 +H2O = (NH4)2SO3 [或SO2 + NH3 +H2O = NH4HSO3]

（5）依据题意：n(CO) +n(H2)= =26mol

n(CO)=26mol×4/(4+9)=8mol,n(H2)=26mol－8mol=18mol

由方程式：2CO(g)+ 4H2(g)→C2H4(g)+2H2O(g)和CO(g)+ 3H2(g) → CH4(g)+ H2O(g)

n(CH4)+2n(C2H4)=8mol , 3n(CH4)+4n(C2H4)=18mol，解得n(C2H4)=3mol。

【解析】

试题分析：⑴在水煤气燃料电池中，还原剂CO、H2作电池的负极；

⑵通常升温、加压、增大浓度、加入催化剂等能加快反应速率；

⑶H2和N2在催化剂、高温高压条件下化合成氨：N2 + 3H2 2NH3（注意该反应为可逆反应）；

⑷氨气的水溶液吸收二氧化硫可能产生(NH4)2SO3或NH4HSO3；

⑸详见参考答案。

考点：考查原电池、反应速率的影响因素、化学方程式的书写与化学计算。