题目列表(包括答案和解析)
(08闵行区模拟)合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料来制取的。其主要反应是(假设所有反应完全进行):
① 2C + O2 → 2CO
② C + H2O(g) → CO + H2
③ CO + H2O(g) → CO2 + H2
(1)1 kg焦炭按上述反应最多能产生__________m3 H2(标准状况)。
(2)合成氨原料气中的N2是通过反应①除去空气中的氧气所得。现将焦炭、H2O(g)和空气(设空气中N2和O2的体积比为4∶1,下同)混合反应,产物气体的组成如下表:
气体 | CO | N2 | CO2 | H2 | O2 |
体积(m3) (标准状况) | 21 | 16 | 35 | 60 | 0.1 |
① 计算参加反应的H2O(g)和空气的体积比V(H2O)/V(空气)
② 计算生成上表所列气体时,消耗了___________ kg焦炭。
(3)合成氨厂常用氨和二氧化碳反应生产尿素:2NH3 + CO2 → CO(NH2)2 + H2O
当焦炭、H2O(g)和空气混合反应后的产物混合气体中:
V(CO2)∶V(N2)∶V(H2) = _______________时,原料的利用率最高;
假设上述混合气中CO的体积分数为10%(O2忽略不计)。则生产中投入的原料的物质的量之比是: n(C)∶n(H2O)∶n(空气) = _______________(填最简整数比)。
合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义.
(1)向合成塔中按物质的量之比1∶4充入N2、H2进行氨的合成,图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图.
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①图A中氨气的体积分数为15%时,H2的转化率为________.
②图B中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是________(填“a”或“b”).
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g);ΔH>0,一定温度下,在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应,各物质的物质的量变化如下表:
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①分析表中数据,判断5 min时反应是否处于平衡状态?________(填“是”或“否”),前5 min反应的平均反应速率v(CH4)=________.
②该温度下,上述反应的平衡常数K=________.
③反应在7~10 min内,CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母).
a.减少CH4的物质的量
b.降低温度
c.升高温度
d.充入H2
| 时间/min | CH4(mol) | H2O(mol) | CO(mol) | H2(mol) |
| 0 | 0.40 | 1.00 | 0 | 0 |
| 5 | x1 | 0.80 | x2 | 0.60 |
| 7 | 0.20 | y1 | 0.20 | y2 |
| 10 | 0.21 | 0.81 | 0.19 | 0.64 |
| 时间/min | CH4(mol) | H2O(mol) | CO(mol) | H2(mol) |
| 0 | 0.40 | 1.00 | 0 | 0 |
| 5 | x1 | 0.80 | x2 | 0.60 |
| 7 | 0.20 | y1 | 0.20 | y2 |
| 10 | 0.21 | 0.81 | 0.19 | 0.64 |
| 时间/min | CH4(mol) | H2O(mol) | CO(mol) | H2(mol) |
| 0.40 | 1.00 | |||
| 5 | x1 | 0.80 | x2 | 0.60 |
| 7 | 0.20 | y1 | 0.20 | y2 |
| 10 | 0.21 | 0.81 | 0.19 | 0.64 |
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