20xx年天津高考理綜化學(xué)試題含答案word-資料下載頁(yè)
2025-06-19 07:14本頁(yè)面
【正文】 電荷守恒寫(xiě)出S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10OH－。10．合成氨是人類(lèi)科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－ kJmol－1。一種工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)式流程圖如下：(1)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫(xiě)出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ中制氫氣的原理如下：①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋ kJmol－1②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－ kJmol－1對(duì)于反應(yīng)①，一定可以提高平衡體系中H2的百分含量，又能加快反應(yīng)速率的措施是____________。a．升高溫度 b．增大水蒸氣濃度 c．加入催化劑 d．降低壓強(qiáng)利用反應(yīng)②，將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可提高H2的產(chǎn)量。若1 mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng)， mol CO、CO2和H2的混合氣體，則CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)___________。(3)圖(a)表示500 ℃、 MPa條件下，原料氣投料比與平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù)：____________。(4)依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響，在圖(b)坐標(biāo)系中，畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開(kāi)始，隨溫度不斷升高，NH3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖?！?a) (b)(5)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號(hào))________。簡(jiǎn)述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：________________________________________________________________________。【答案】(1)2NH4HS＋O22NH3H2O＋2S↓(2)a 90%(3)%(4)(5)Ⅳ 對(duì)原料氣加壓；分離液氨后，未反應(yīng)的NH2循環(huán)使用【解析】(1)由題意可知為空氣中的O2將負(fù)二價(jià)硫氧化為硫單質(zhì)，根據(jù)電子守恒將方程式配平即可。(2)反應(yīng)①為氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應(yīng)，降低壓強(qiáng)使平衡右移，但反應(yīng)速率減小，d錯(cuò)；催化劑不能改變反應(yīng)限度，即不能改變H2的百分含量，c錯(cuò)；增大水蒸氣濃度雖可使反應(yīng)速率增大以及平衡右移，但產(chǎn)物H2的百分含量卻減小，b錯(cuò)；升高溫度反應(yīng)速率增大，且平衡正向移動(dòng)，H2的百分含量增大，a對(duì)。CO與H2的混合氣體與水蒸氣的反應(yīng)中，反應(yīng)體系中的氣體的物質(zhì)的量不變，而1 mol混合氣， mol 水蒸氣參加反應(yīng)，則根據(jù)方程式② mol，則其轉(zhuǎn)化率為100%＝90%。(3)由圖中看出當(dāng)N2與H2物質(zhì)的量比為1∶3時(shí)，NH3的平衡體積分?jǐn)?shù)最大，為42%。設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的N2的物質(zhì)的量為x mol，由三段式： N2＋3H22NH3 起始(mol): 1 3 0轉(zhuǎn)化(mol): x 3x 2x平衡(mol): 1－x 3－ 3x 2x100%＝42%，則x＝則平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)為100%＝%。(4)作圖時(shí)要注意開(kāi)始時(shí)NH3物質(zhì)的量不斷增多，是因?yàn)榉磻?yīng)正向進(jìn)行(反應(yīng)未達(dá)平衡)，達(dá)到一定程度后反應(yīng)達(dá)到平衡而此時(shí)溫度繼續(xù)升高，平衡逆向移動(dòng)，NH3的物質(zhì)的量減小。(5)熱交換器可以使需要加熱的物質(zhì)得到加熱，還可以使需要冷卻的物質(zhì)得到冷卻，能充分利用能量。合成氨反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，加壓利于反應(yīng)正向進(jìn)行；此外，循環(huán)利用可反復(fù)利用原料，提高原料利用率。
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