2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业

2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业 ‎ 1、下列化学工业有关设备、原料、反应条件配套的是（　　）‎ A．联合制碱法制纯碱：吸氨塔、碳酸塔、食盐、二氧化碳、氨、30 ℃～35 ℃的氨化饱和食盐水吸收CO2‎ B．接触法制硫酸：氧化炉、硫铁矿、V2O5、4000～5000 ℃‎ C．合成氨：沸腾炉、焦炭、铁触媒、500 ℃‎ D．氨氧化法制硝酸：合成塔、空气、铂铑合金、8000 ℃‎ ‎2、将煤气化后液化所得的重要产品之一是甲醇。其制备反应：CO(g) ＋2H2(g) ‎ CH3OH(g)；△H<0。为了增加甲醇的产量，同时保证较高的生产效率。工厂应采取的正确措施是（　　）‎ ‎ A．高温、高压 B．适宜温度、高压、催化剂 ‎ ‎ C．低温、低压、不断分离出甲醇 D．低温、高压、催化剂 ‎3、在一定的条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数是25%。若反应前后的条件保持不变，则反应后缩小的气体体积和原反应物体积的比值是（　　）‎ A．1/5 B．1/4 C．1/3 D．1/2‎ ‎4、工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)反应的图像中，错误的是（　　）‎ ‎5、在合成氨时，既要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有（　　）‎ ‎①增大体积使压强减小　②减小体积使压强增大　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容，再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用合适的催化剂 A．②④⑤⑦ B．②③④⑤⑦⑧ C．②⑤ D．②③⑤⑧‎ ‎6、对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是（　　）‎ A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小 B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率 C．达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率 D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大，逆反应速率减小 7、利用天然气合成氨的工艺流程的示意图如下所示： ‎ ‎ 依据上述流程，完成下列填空： （1）天然气脱硫时的化学方程式是 （2）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）‎ ‎ （3）K2CO3（aq）和 CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是 （多选扣分） （a）相似相溶原理 （b）勒沙特列原理 （c）酸碱中和原理 （4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于 （写出CO2的一种重要用途）。 8、三氯化氮是液氯等生产过程中能引起爆炸的一种化合物。由原盐、生产用水中含有的氮氢化合物---氨随盐水进入电解槽它在电解过程中，与电解产物氯气反应或者是用水洗涤氯气而生成。由于它易分解并释放出大量气体而易发生爆炸事故。在液氯生产过程中，当NCl3质量分数（指NCl3的质量占氯气和NCl3的总质量的百分比）超过5％时即有爆炸的危险。‎ ‎⑴在氯化铵遇到Cl2时，当ＰＨ值＜5时，生成三氯化氮的化学方程式： 。‎ ‎⑵NCl3爆炸时生成N2和C12。已知24．1g NCl3发生上述反应时放出的热量为91.2KJ，则标准状况下2.24LCl2生成时能放出热量 KJ。‎ ‎⑶某氯碱厂为测氯气中三氯化氮的含量，将样品先用内盛15．0 mL盐酸试剂的吸收管吸收NCl3（NCl3+HCl→NH4Cl+C12，未配平），然后用内盛400 mL 30．0％（ρ=1．22g／cm3）工业氢氧化钠吸收瓶吸收氯气，碱吸收瓶吸收后质量增加77.1g。三氯化氮吸收管内的氯化铵经仪器测定：其中NH4+质量为0．405g。试求该样品中NCl3的质量分数，该样品是否安全?（请写出计算过程） 9、三聚氰胺（化学式：C3N6H6）是一种非食品类的重要有机化工原料，广泛用于塑料、造纸、建材等行业．下图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺﹣﹣“常压气相一步法联产纯碱新技术”：‎ 已知：①尿素的熔点是132.7℃，常压下超过160℃即可分解；‎ ‎②三聚氰胺的熔点是354℃，加热易升华，微溶于水；‎ ‎③以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是：6CO（NH2）2C3N6H6+6NH3+3CO2‎ 请回答：‎ ‎（1）尿素是一种常用含氮量最高的化肥，其氮元素的质量百分数为 ，在实验室使其熔化的容器名称叫 ．‎ ‎（2）工业上合成尿素的化学反应方程式为 （反应条件可以不写）‎ ‎（3）写出各主要成份的化学式：产品1 、产品 、X ‎ ‎（4）联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为： ；‎ ‎（5）为了使母液中析出更多的产品2，常用的方法是 ‎ A、加入固体NaCl B、加入固体NaHCO3 C、通入CO2气体 D、通入NH3‎ ‎（6）若生产过程中有4%的尿素损耗，每吨尿素可生产三聚氰胺 吨，副产品纯碱 吨．（精确到0.001）‎ ‎10、（一）下列叙述正确的是（ ）‎ A．合成氨的“造气”阶段会产生废气 B．电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放 C．电解制铝的过程中，作为阳极材料的无烟煤不会消耗 D．使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染 ‎（二）工业生产Na2S常用方法是无水芒硝（Na2SO4）一碳还原法，其流程示意图如下：‎ ‎（1）若煅烧阶段所得气体为等物质的量的CO和CO2．写出煅烧时发生的总反应方程式：‎ ‎ ．‎ ‎（2）用碱液浸出产品比用热水更好，理由是 ．‎ ‎（3）废水中汞常用硫化钠除去，汞的除去率与溶液pH和硫化钠实际用量与理论用量比值x的关系如图所示．‎ 为使除汞达到最佳效果，应控制条件是 ．‎ ‎（4）取Na2S（含少量NaOH），加入到CuSO4溶液中，充分搅拌，若反应后溶液pH=4，此时溶液中c（S2﹣）= mol·L﹣1．‎ ‎（5）纳米Cu2O常用电解法制备，制备过程用铜棒和石墨棒做电极，Cu（NO3）2做电解液．电解生成Cu2O应在电解池的阴极生成，该电极附近溶液的pH将 （填“升高”“不变”或“降低”），用电极方程式解释pH发生变化的原因 ．‎ ‎11、化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用．工业上合成氨的流程示意图如图：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92.4kJ/mol． 在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ．其原因是 ．‎ ‎（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式： 、 ．‎ ‎（3）设备B的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”），‎ 不宜从相反方向通水的原因 ．‎ ‎（4）设备C的作用是 ．‎ ‎（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率．从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是 ．‎ ‎12、Ⅰ.污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀．下列物质不能作为沉淀剂的是　 　‎ A．氨水 B．硫化氢气体 C．硫酸钠溶液 D．纯碱溶液 Ⅱ.合成氨的流程示意图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是　 　，　 　；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式　 　，　 　；‎ ‎（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称　 　，其中发生的化学反应方程式为　 　；‎ ‎（3）设备B的名称　 　，其中m和n是两个通水口，入水口是　 　（填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因　 　；‎ ‎（4）设备C的作用　 　；‎ ‎（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：‎ CO（g）+H2O（g）？CO2 （g）+H2 （g）‎ 已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于　 　．‎ ‎13、化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证。氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，ΔH=-92.4kJ/mol。 在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ。其原因是___________ ___。‎ ‎（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式： ， 。‎ ‎（3）设备B的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”），‎ 不宜从相反方向通水的原因 。‎ ‎（4）设备C的作用是 。‎ ‎（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优是 。‎ ‎14、氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用 Ⅰ.工业合成氨的流程示意图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）设备A中含有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称 ，其中发生的化学反应方程式为 ；原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式： ， ；‎ ‎（2）设备B的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”）。不宜从相反方向通水的原因 ；‎ ‎（3）设备C的作用是 ；‎ Ⅱ. 制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺，氨碱法的工艺如下图所示：‎ ‎（4）图中的中间产物C是 ，D 。（写化学式）；‎ ‎（5）碳酸化塔中发生反应的化学方程式为 ；‎ ‎（6）联合制碱法对氨碱法进行了改进，更加符合绿色化学的重要原则，提高了反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：‎ 原子利用率（%）= 。‎ ‎15、合成氨的流程示意图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是________、________；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式____________，____________；‎ ‎(2)设备A中有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称是__________，其中发生的化学反应方程式为____________________；‎ ‎(3)设备B的名称是________，其中m和n是两个通水口，入水口是________(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是__________；‎ ‎(4)设备C的作用是__________。‎ ‎16、合成氨联产二甲醚是一项具有中国特色的化工工艺，具有节能环保的作用，其主要工艺流程如下：‎ 已知造气时，主要发生的反应有：CH4＋H2O―→CO＋3H2……①；‎ ‎2CH4＋O2―→2CO＋4H2……②。‎ CO、CO2均可与H2合成甲醇，合成甲醇后排出的醇后气中有很少量的CO、CO2，需与H2转化为甲烷，防止CO使合成氨催化剂中毒。‎ ‎(1)NH3(g)===NH3(l)　ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”，下同)；ΔS________0。‎ ‎(2)相同体积的天然气，采用“合成氨同时联产二甲醚”和直接合成氨相比，新工艺的优越性有________。‎ a. 减少二氧化硫排放 ‎ b. 适应低碳经济 c. 可提高氮肥产量 ‎ d. 资源综合利用率和经济效益高 ‎(3)在催化剂、高温、高压下，CO2转化为甲烷的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎(4)假定造气时产生的转化气中不含CO2，H2与CO物质的量的比值为2.2，空气由80% N2和20% O2组成，天然气中CH4为100%，且①和②的转化率均为100%。则同温同压下通入的空气和水蒸气的体积比V(空气)/V(水蒸气)＝________。‎ ‎(5)今有224 m3(已折合成标准状况)由CO、H2、N2组成的混合气体，分别合成甲醇和氨，且三种气体均完全转化，驰放气中甲烷忽不计，若得到液氨34 kg，则同时得到二甲醚多少千克？________。‎ ‎17、科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。‎ ‎(1)目前合成氨技术原理为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)‎ ΔH＝－92.2 kJ·mol－1。‎ ‎①673 K,30 MPa下，上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是__________。‎ A．点a的正反应速率比点b的大 B．点c处反应达到平衡 C．点d和点e处的n(N2)相同 D．773 K,30 MPa下，t2时刻也是该反应的平衡点，则n(NH3)比图中e点的值大 ‎②在容积为2.0 L恒容的密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在673 K、30 MPa下进行，达到平衡时，NH3的体积分数为20%。该条件下反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K＝__________。‎ ‎(2)‎ 希腊亚里斯多德大学的两位科学家曾采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H＋)，实现了高温常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阴极的电极反应式为______________________。‎ ‎(3)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：‎ N2(g)＋3H2O(l) 2NH3(g)＋3/2O2(g)‎ ΔH＝a kJ·mol－1‎ 进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：‎ T/K ‎303‎ ‎313‎ ‎323‎ NH3生成量/(10－6mol)‎ ‎4.8‎ ‎5.9‎ ‎6.0‎ ‎①此合成反应的a __________ 0；ΔS __________ 0。(填“>”、“<”或“＝”)‎ ‎②已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 则N2(g)＋3H2O(l) 2NH3(g)＋3/2O2(g)‎ ΔH＝__________。‎ ‎18、铁在高温下可以与CO2或水蒸气反应，化学方程式及对应的平衡常数如下：‎ ‎①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)　K′c ‎②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g)　K″c 请回答下列各题：‎ ‎(1)反应①的平衡常数K′c的表达式为__________________________‎ ‎__________________________。‎ ‎(2)在不同温度下，K′c和K″c的值如下表所示：‎ T(K)‎ K′c K″c ‎973‎ ‎1.47‎ ‎2.36‎ ‎1173‎ ‎2.15‎ ‎1.67‎ a.反应①的正反应是__________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，反应②的正反应是__________反应。‎ b．现有可逆反应③：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其正反应的焓变ΔH__________(填“>”或“<”)0。‎ ‎(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施为__________(填字母)。‎ A．缩小容器体积 B．降低温度 C．升高温度 D．使用合适的催化剂 ‎19、合成氨工业中，采用氮气和氢气1∶2.8的物质的量之比进入合成塔。从合成塔出来的混合气体中，氨气占体积的15%。为使氮气和氢气得到充分利用，工业上采用将氨气分离向剩余反应物中不断补充新鲜的原料气使氮气和氢气的物质的量之比仍为1∶2.8，并将其重新充入合成塔的方法来合成氨。‎ ‎(1)不用计算，说出H2、N2平衡转化率较大的是__________________________。‎ ‎(2)从合成塔出来的气体__________1/2.8(填“<”、“>”或“＝”)。‎ ‎(3)采用相同温度、相同压强，若初始n(N2)∶n(H2)＝1∶3，则氨气的体积分数_________15%(填“<”、“>”或“＝”)。‎ ‎(4)计算氮气和氢气以1∶2.8的物质的量之比反应时H2、N2的平衡转化率_________________________。‎ ‎20、‎ 合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，生产流程如图所示。‎ ‎(1)X的化学式为__________。‎ ‎(2)如图中条件选定的主要原因是(选填字母)__________。‎ A．升高温度、增大压强均有利于氨的合成 B．铁在该温度时活性最大 C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制 ‎(3)改变反应条件，会使平衡发生移动。‎ 如图表示随条件改变，产物中氨气的百分含量的变化趋势。‎ 当横坐标为压强时，变化趋势正确的是(填字母)__________。‎ 当横坐标为温度时，变化趋势正确的是(填字母)__________。‎ 参考答案 ‎1、答案：A 接触法制硫酸的适宜温度为400～500 ℃，B项错误；合成氨不使用沸腾炉，其主要设备为合成塔，C项错误；氨氧化法制硝酸的温度不需要8000 ℃高温，D项错误。 2、答案：B 试题分析：△H<0表明此反应为放热反应，不能加太高的温度；正反应方向是体积减小的方向，所以可以加压使化学平衡正向移动；另外选择合适的催化剂加快反应速率。故选B。‎ 考点：化学反应速率 化学平衡的移动 点评：本题考查的是化学反应速率和化学平衡的相关知识，学生要利用好题中所给的信息，再结合所学知识解答本题。‎ ‎3、答案：A 设平衡后混合气体的体积为100 mL，则其中氨的体积为25mL。由反应的化学方程式N2＋3H22NH3可以看出，每生成2体积的NH3，反应体系的总体积也缩小2体积，从而推知，反应后缩小的气体体积和平衡后混合气体中NH3的体积相等，即缩小的气体体积为25 mL，则反应前的气体体积为100 mL＋25 mL＝125 mL。反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是25∶125＝1/5，即选项A正确。‎ ‎4、答案：C 合成氨的正反应是放热反应，升温，正、逆反应速率都增大，但逆反应增大的程度大，A正确；在T1时NH3%最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，NH3%减小，B正确；低温下达到平衡，NH3的含量大，C错误；增大压强，平衡向右移动，NH3%增大，D正确。‎ ‎5、答案：C ‎①减小压强，产率降低，速率变慢，所以②正确；③升温平衡左移，④降温速率变慢，所以③④错；⑤相当于加压，正确，⑥错；⑦反应速率变慢；⑧对平衡无影响。‎ ‎6、答案：C 达到平衡后，加入N2，平衡将正向移动，达到新平衡后，NH3的浓度会增大，而N2的浓度比原平衡的大；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡逆向移动，不利于NH3的生成；达到平衡后，缩小容器体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动，有利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。‎ ‎7、答案：（1）3H2S＋2Fe(OH)3=Fe2S3＋6H2O （2）2.7n （3）b （4）生产纯碱（或作制冷剂等，其它合理答案也给分）‎ 题分析：（1）根据图示可知，用Fe(OH)3脱去天然气中的H2S，所以反应的化学方程式为3H2S＋2Fe(OH)3=Fe2S3＋6H2O。 （2）CH4+H2O=CO+3H2，所以生成0.9n molCO时，生成H22.7nmol。 （3）K2CO3+H2O+CO2=2KHCO3，加压平衡正向移动，依据的原理是勒沙特列原理。 （4）CO2可以用来做制纯碱的原料。 考点：工业流程 点评：本题主要考查学生分析问题的能力，难度较小，综合性强。‎ ‎8、答案：⑴NH4Cl+3C12=NCl3+4HCl。⑵15.2KJ；⑶3.62%。样品是安全的。‎ ‎【错解分析】本题最容易错的是最后一问求溶液的质量时误把77.1g作为氯气的质量来求NCl3的质量分数。‎ ‎【解题指导】氯化铵遇到Cl2,由题意得产物NCl3可知另一种产物是HCl。写出反应式为NH4Cl+3C12=NCl3+4HCl。 48.2g NCl3的物质的量为0.4mol．则1mol NCl3‎ 燃烧放出热量为91.2/0.4=228kJ。写出热化学方程式为2NCl3(l)==N2(g) + 3Cl2(g)；△H= －456kJ/mol ，根据Cl2的体积可求出(456kJ/mol/3)×2.24/22.4 =15.2KJ。 n(NH4+) = n(NH4Cl) =0．405g /18g·mol= 0.0225mol，由反应NCl3+4HCl ==NH4 Cl + 3Cl2可知： m (NCl3) = 0.0225mol×120.5g/mol =2.715g。反应生成的Cl2的质量为：0.0225mol×3×71g/mol =4.8g。原Cl2的质量为：77.1g -4.8g = 72.3g。NCl3的质量分数为：2.715g/( 72.3g+2.715g)×100% = 3.62%＜4%。所以该样品是安全的。‎ ‎9、答案：（1）46.67%；坩埚；‎ ‎（2）CO2+2NH3→CO（NH2）2+H2O；‎ ‎（3）三聚氰胺；NH4Cl；CO2；‎ ‎（4）CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3；‎ ‎（5）A、D；‎ ‎（6）0.336；0.848．‎ ‎（1）尿素的分子CO（NH2）2中含有两个氮原子，尿素的相对分子量是60，其氮元素的质量百分数为：×100%≈46.67%；在实验室熔化尿素需要在坩埚中进行，‎ 故答案为：46.67%；坩埚；‎ ‎（2）工业上合成尿素的化学反应方程式为：CO2+2NH3→CO（NH2）2+H2O，‎ 故答案为：CO2+2NH3→CO（NH2）2+H2O；‎ ‎（3）根据生产流程，分离器中分离出产品1三聚氰胺；联氨系统沉淀池中加入饱和食盐水和二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，母液主要是氯化铵溶液，利用母液得到产品2氯化铵；X是能够循环利用的二氧化碳，‎ 故答案为：三聚氰胺；NH4Cl；CO2；‎ ‎（4）由于联氨系统沉淀池中，加入饱和食盐水和二氧化碳，大大降低了碳酸氢钠的溶度积，析出碳酸氢钠晶体，所以联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为：‎ CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3，‎ 故答案为：CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3；‎ ‎（5）要从母液中析出更多的碳酸氢钠，根据反应CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3，可以向溶液中加入氯化钠或者通入二氧化碳气体，‎ 故选A、D；‎ ‎（6）设生成x吨三聚氰胺，同时生成nmol二氧化碳 根据反应6CO（NH2）2C3N6H6+6NH3+3CO2，‎ ‎ 6×60 126 3mol ‎ 1t（1﹣4%） x n ‎360x×（1﹣4%）=126t，解得x=0.336t，‎ n（CO2）=×n=0.5×=8mol，‎ 由于氨气与二氧化碳的物质的量是2：1，反应CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3 中二氧化碳和氨气物质的量是1：1，氨气过量，所以应该按照二氧化碳的量计算生成纯碱的质量；‎ 根据反应CO2+NH3+NaCl+H2O→NH4Cl+NaHCO3 及碳原子守恒，生成纯碱的物质的量就等于尿素反应生成的二氧化碳的物质的量，纯碱的质量为：106×8=848g=0.848t，‎ 故答案为：0.336；0.848．‎ ‎10、答案：（一）AD；‎ ‎（二）（1）3Na2SO4+8C3Na2S+4CO2↑+4CO↑；‎ ‎（2）热水能促进Na2S水解，而稀碱可抑制Na2S水解；‎ ‎（3）pH介于9～10之间，x=12；‎ ‎（4）4.0×10﹣36 mol/L；‎ ‎（5）降低；2Cu2++2e﹣+H2O=Cu2O↓+2H+．‎ ‎（一）A．合成氨反应为N2+3H22NH3，所用的原料气是氮气、氢气，氮气来自空气，氢气来自水和碳氢化合物的反应，常用天燃气或煤，会产生废气二氧化碳，故A正确；‎ B．酸性废液用碱中和后，溶液呈中性，但电镀液含重金属离子，应处理后排放，故B错误；‎ C．电解熔融氧化铝制金属铝的阳极上产生的是氧气，作为阳极材料的无烟煤会被氧化成二氧化碳，煤会消耗，故C错误；‎ D．煤的燃烧能够产生二氧化硫，导致产生酸雨，煤通过液化气化，提高了燃烧效率，降低了污染，故D正确，‎ 故选：AD；‎ ‎（二）（1）煅烧中得到等物质的量的CO和CO2，S元素被还原得到Na2S，反应方程式为：3Na2SO4+8C3Na2S+4CO2↑+4CO↑，‎ 故答案为：3Na2SO4+8C3Na2S+4CO2↑+4CO↑；‎ ‎（2）Na2S是强碱弱酸盐，水解后溶液显碱性，加热会促进S2﹣水解，而加碱则可以抑制其水解，‎ 故答案为：热水能促进Na2S水解，而稀碱可抑制Na2S水解；‎ ‎（3）硫化钠实际用量与理论用量比值x越小、汞除去率越高，最佳效果，由图象可知当pH介于9～10时，x=12时汞的除去率最大，‎ 故答案为：pH介于9～10之间，x=12；‎ ‎（4）溶液pH=4，则溶液中c（OH﹣）=10﹣10 mol/L，根据Cu（OH）2溶度积可得c（Cu2+）=mol/L=2.2 mol/L，代入CuS的溶度积可得c（S2﹣）=mol/L=4.0×10﹣36 mol/L，‎ 故答案为：4.0×10﹣36 mol/L；‎ ‎（5）Cu由+2价变为+1价，得电子，所以在阴极反应：2Cu2++2e﹣+H2O=Cu2O↓+2H+，有H+生成，所以溶液的pH降低，‎ 故答案为：降低；2Cu2++2e﹣+H2O=Cu2O↓+2H+．‎ ‎11、答案：（1）该反应是可逆反应，原料气不可能完全反应；‎ ‎（2）C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+3H2；‎ ‎（3）冷凝器；n；高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好；‎ ‎（4）在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离；‎ ‎（5）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；节约了能源、降低了对设备的要求．‎ ‎（1）由N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△‎ H=﹣92.4kJ/mol可知，生成2mol氨气放出92.4kJ热量，l molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于可逆反应不可能完全转化，所以生成氨气的物质的量小于2mol，放出的热量小于92.4kJ；‎ 故答案为：该反应是可逆反应，原料气不可能完全反应；‎ ‎（2）碳和水蒸气反应方程式：C+H2O CO+H2，甲烷和水蒸气反应方程式：CH4+H2O CO+3H2，‎ 故答案为：C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+3H2；‎ ‎（3）混合气体进入冷却塔冷凝，冷凝水从下口进入上口排除，逆向冷凝效果更好，‎ 故答案为：冷凝器；n；高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好；‎ ‎（4）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离，‎ 故答案为：在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离；‎ ‎（5）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；传统的合成氨的条件是高温、高压，该方法的优点是低温、低压，这样就节约了能源、降低了对设备的要求，‎ 故答案为：在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；节约了能源、降低了对设备的要求．‎ ‎12、答案：Ⅰ.AC；‎ Ⅱ.（1）液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+3H2；‎ ‎（2）合成（氨）塔；N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；‎ ‎（3）冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；‎ ‎（4）将液氨与未反应的原料气分离；‎ ‎（5）13.8．‎ 解：ⅠA．加入氨水，易形成络离子，不能生成沉淀，故A错误；‎ B．加入硫化氢气体，生成硫化铜、硫化汞、硫化铅等沉淀，故B正确；‎ C．不能使Cu2+生成沉淀，故C错误；‎ D．均能通过双水解调节pH转化为沉淀，故D正确．‎ 故答案为：AC；‎ Ⅱ（1）分离空气提取氮气的方法有两种，以上液化、分馏空气，另一种为空气与碳反应生成二氧化碳，反应后除去二氧化碳气体；C和水反应的方程式为C+H2O CO+H2，甲烷与水反应的方程式为CH4+H2O CO+3H2，‎ 故答案为：液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+3H2；‎ ‎（2）合成氨的设备为合成塔，发生N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），‎ 故答案为：合成（氨）塔；N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；‎ ‎（3）冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，水流和气流方向应逆向，则入水口是n，高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，可使冷水充满冷凝器，逆向冷凝效果好，‎ 故答案为：冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；‎ ‎（4）分离器用来分离液氨和原料气，故答案为：将液氨与未反应的原料气分离；‎ ‎（5）设CO的起始浓度为xmol，H2O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，‎ ‎ CO（g）+H2O（g）？CO2（g）+H2（g）‎ 起始 x y 0 0 ‎ 变化 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x 平衡 0.1x y﹣0.9x 0.9x 0.9x，‎ 根据平衡常数列式：=0.627，‎ 解得： =13.8．故此只要此值大于13.8，转化率就会超过90%．‎ 故答案为：13.8．‎ ‎13、答案：（1）该反应是可逆反应，反应不完全。 ‎ ‎（2）C+H2O CO+H2 CH4+H2O CO+3H2‎ ‎（3）冷却塔（或冷凝器） n 高温气体由冷却塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好 ‎（4）将液氨与未反应的原料气分离 ‎（5）在电磁场的作用下氮氮三建更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更容易进行 节能减排，降低了设备要求 ‎（1）取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于该反应是可逆反应，反应不完全，所以实际放出的热量总是小于92.4kJ；（2）工业生产中分别采用煤和天然气为原料在高温下与水蒸气反应制取氢气，化学反应方程为：C+H2O CO+H2 ，CH4+H2O CO+3H2；（3）设备B的名称冷却塔（或冷凝器），其中m和n是两个通水口，入水口是n，高温气体由冷却塔上端进入，冷却水从下端进入，逆流冷却效果好。‎ ‎（4）设备C的作用是将液氨与未反应的原料气分离；（5）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更容易进行。该法的优点是节能减排，降低了设备要求。‎ ‎14、答案：（1）合成（氨）塔 ‎（2）冷却塔（或冷凝器） n 高温气体由冷却塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好。‎ ‎（3）将液氨与未反应的原料气分离 ‎（4）Ca(OH)2 NH3‎ ‎（5）NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl ‎（6）原子利用率（%）‎ 考查学生对工艺流程的了解及信息的处理和综合运用知识的能力。‎ ‎15、答案：(1)液化、分馏　与碳反应后除去CO2　C＋H2OCO＋H2　CH4＋H2OCO＋3H2‎ ‎(2)合成塔　N2＋3H22NH3‎ ‎(3)冷却塔(或冷凝器)　n　高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好 ‎(4)将液氨与未反应的原料气分离 ‎(1)分离空气提取氮气的方法一种是液化和分馏；另一种方法是与碳反应后除去CO2；制取氢气的两个方程式分别为：C＋H2OCO＋H2；CH4＋H2OCO＋3H2；(2)合成氨的设备名称是合成塔；合成氨的方程式为：N2＋3H22NH3；(3)冷凝分离产品设备为冷却塔或冷凝器，入水口应该在下面，此时水流和气流是逆向的，冷凝效果好；(4)分离器是气—固分离设备，分离液氨和未反应的原料气。‎ ‎16、答案：(1)<　<‎ ‎(2)bd ‎(3)CO2＋4H2CH4＋2H2O ‎(4)10‎ ‎(5)46 kg ‎(1)气态氨到液态氨是放热过程，气体变为液体，混乱度减小，故ΔH<0，ΔS<0。(3)CO2转化为甲烷：CO2＋4H2CH4＋2H2O。(4)设通入空气为x，水蒸气为y，由反应①和②可知生成H2为3y＋0.8x，生成CO为y＋0.4x，则＝2.2，解得x∶y＝10∶1。(5)可利用原子守恒来解：得到液氨34 kg，则消耗N2 103 mol，消耗H2 3×103 mol，混合气体总共1×104 mol，则合成二甲醚的CO、H2共有：1×104 mol－1×103 mol－3×103 mol＝6×103 mol，CO与H2按1∶2合成甲醇，再到甲醚，则由碳原子守恒可知生成1×103 mol二甲醚，即46 kg。‎ ‎17、答案：(1)①AC　②16/15 mol－2·L2(或1.07 mol－2·L2或1.1 mol－2·L2)‎ ‎(2)N2＋6H＋＋6e－===2NH3‎ ‎(3)①>　>　②＋765.2‎ ‎(1)①a、b两点均未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，且正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，则点a的正反应速率比点b的大；点c处，c(H2)＝c(NH3)，相等并不是不变，此点未达到平衡；点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处都是处在平衡状态，n(N2)或c(N2)不变；温度升高，合成氨的可逆反应平衡逆向移动，n(H2)或c(H2)增大，n(NH3)减小。‎ ‎②设在反应过程中N2的物质的量的变化为x。‎ ‎3H2　＋　N2　　2NH3　　　　　‎ 始/mol 1.60 0.80 0‎ 变/mol 3x x 2x 平/mol 1.6－3x 0.8－x 2x ‎×100%＝20%，‎ 解得x＝0.2。‎ K＝＝＝16/15 mol－2·L2。‎ ‎(2)合成氨反应中H2是还原剂，N2是氧化剂，N2在阴极得电子变成N3－，与H2失电子之后传导过来的H＋结合生成NH3，即阴极反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3。‎ ‎(3)①温度升高，NH3的生成量增多，平衡右移，故正反应吸热，ΔH>0，即a>0；由于原反应中反应后气体的物质的量增大，故ΔS>0。‎ ‎②第1个反应减去第二个反应的3/2倍可得：‎ N2(g)＋3H2O(l) 2NH3(g)＋3/2O2(g)　ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1。‎ ‎18、答案：(1)K′c＝　(2)吸热　放热　>　(3)C 由表中数据知：反应①随温度升高，K′增大，说明反应①为吸热反应；同理知反应②为放热反应。即有 ‎①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)　ΔH′>0‎ ‎②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g)　ΔH″<0，‎ 将①式减去②式整理得：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH′－ΔH″>0。‎ ‎19、答案：(1)H2　(2)>　(3)>　(4)α(N2)＝24.8%　α(H2)＝26.6%‎ 很明显，当反应物按照化学方程式中的系数之比加入时，各物质的转化率相同，生成物的体积分数最大。当不按照反应的系数比加入时，比例变小的转化率高，平衡时所占比例会更小。‎ 假设加入氮气和氢气分别为1 mol、2.8 mol，反应的氮气的物质的量为x mol，则 ‎　　　　　　　3H2　＋　N22NH3‎ 初始物质的量/mol 2.8 1 0‎ 转化物质的量/mol 3x x 2x 平衡物质的量/mol 2.8－3x 1－x 2x ‎×100%＝15% x＝0.248‎ N2的平衡转化率为×100%＝24.8%‎ H2的平衡转化率为×100%＝26.6%‎ ‎20、答案：(1)NH3　(2)BC　(3)c　a ‎(1)由合成塔中合成的流程标识知最后冷却分离出去的是液态NH3。‎ ‎(2)‎ 综合选择的合成条件，选择的主要原因是温度影响铁的催化活性，压强影响到设备、材料等。‎ ‎(3)增大压强，平衡右移，w(NH3)增大；升高温度，平衡左移，w(NH3)减小。 ‎