- 走进化学工业
- 共2781题
（2013秋•济南期末）关于工业合成氨的叙述中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．合成氨的正反应为气体 体积缩小的反应，压强越大，反应物的转化率越高，则在动力、设备、材料允许的条件下尽可能在高压下进行，故A正确；
B．合成氨的正反应为放热反应，升高温度后不利于氨气的生成，故B错误；
C．合成氨中N2和H2的循环使用，可以提高原料气的利用率，降低成本，故C正确；
D．及时从反应体系中分离出氨气，反应物浓度减小，有利于平衡向正反应方向移动，故D正确；
故选B．
实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．
（1）从图1中选择制取气体的合适装置：氮气______、氢气______
（2）氮气和氢气通过图2甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有______、______
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，______（“会”或“不会”）发生倒吸，原因是：______．
（4）写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式：______
（5）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、______、______离子．
正确答案
a
b
干燥气体
控制氢气和氮气的流速
不会
因为混合气体中含大量的不溶于水的氮气和氢气
4NH3+5O2
NH4+，
NO3-
解析
解：（1）实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气，是溶液与溶液反应，可以选择a，实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气，是固体和液体反应，可以选择装置b，
故答案为：a；b；
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥，同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量，故答案为：干燥气体；控制氢气和氮气的流速；
（3）合成氨的反应为：N2+3H2
（4）根据反应物的性质进行分析，氨的催化氧化生成一氧化氮和水，氨的催化氧化反应为：4NH3+5O2
（5）氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以硝酸的存在会和氨水反应生成硝酸铵，溶液中会存在H+、OH-、NH4+、NO3-，故答案为：NH4+；NO3-．
1902年德国化学家哈博研究出合成氨的方法，其反应原理为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H（△H＜0）
一种工业合成氨的简易流程图如下：
完成下列填空：
（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS．一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生．NH4HS的电子式是______，写出再生反应的化学方程式：______．NH3的沸点高于H2S，是因为NH3分子之间存在着一种比______力更强的作用力．
（2）室温下，0.1mol/L的氯化铵溶液和0.1mol/L的硫酸氢铵溶液，酸性更强的是______，其原因是______．已知：H2SO4：H2SO4=H++HSO4-； HSO4-⇌H++SO42-：K=1.2×10-2NH3•H2O：K=1.8×10-5
（3）如图甲表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系．根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：______（保留3位有效数字）．
（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图乙坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从常温下通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图．
（5）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）______．简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法（只答一种即可）：______．
正确答案
解析
解：（1）NH4HS为离子化合物，其电子式是
；NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点高于H2S，
故答案为：
（2）硫酸氢铵中的硫氢根离子的电离程度Ki2=1.2×10-2，0.1mol/L的硫酸氢铵溶液中氢离子浓度约为：0.1mol/L×1.2×10-2=1.2×10-3×mol/L，而氯化铵是铵根离子部分水解呈酸性，所以硫酸氢铵溶液的酸性大于同浓度的氯化铵，
故答案为：NH4HSO4；HSO4-有较大程度的电离，使溶液呈较强酸性，而NH4Cl只是NH4+水解呈弱酸性；
（3）依据反应特征N2+3H2=2NH3 △V
1 3 2 2
平衡体积 V V
即反应前后气体体积减小为生成氨气的体积，相同条件下，气体体积比等于气体物质的量之比，图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%，设平衡混合气体体积为100，氨气为体积42，则反应前气体体积100+42=142，氮气和氢气按照1：3混合，氮气体积=142×
故答案为：14.5%；
（4）合成氨的反应是放热反应，开始反应，氨气物质的量增大，达到平衡状态，继续升温，平衡逆向进行，氨气物质的量减小，画出的图象为：
故答案为：
（5）分析流程合成氨放热通过Ⅳ热交换器加热反应混合气体，使反应达到所需温度，提高合成氨原料总转化率，依据平衡移动原理分析，分离出氨气促进平衡正向进行，把平衡混合气体中氮气和氢气重新循环使用，提高原理利用率；
故答案为：Ⅳ；分离液氨，未反应的氮气和氢气循环使用．
硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如图，请回答下列问题．
（1）写出反应容器B中发生反应的化学方程式：______．
（2）吸收塔C中通入空气的目的是______；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是______（填反应容器代号）．
（3）浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因：______．
（4）金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是______，该反应中稀硝酸表现的性质是______．
正确答案
解析
解：（1）B中氨气转化为NO的化学方程式为：4NH3+5O2
（2）在整个生产流程中，吸收塔C中通入空气的目的是将一氧化氮氧化成二氧化氮；C中NO转化为NO2是氧化还原反应，而硝酸吸收氨气生成硝酸氨是非氧化还原反应；
故答案为：将一氧化氮氧化成二氧化氮；C；
（3）浓硝酸见光或受热易分解，所以应放置在阴凉处，分解的化学方程式为4HNO3
故答案为：4HNO3
（4）金属铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，其离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；稀硝酸中氮元素一部分化合价降低、一部分化合价不变，表现为氧化性和酸性，故答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；酸性和氧化性．
能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4、CO2等原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势．通常天然气中含有H2S等有毒气体，下图为天然气合成氨（NH3）的工艺流程：
（1）合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是______．
（2）①处加入Fe2O3•H2O的目的是______．
（3）②处CH4与H2O（气）反应生成CO2与H2则化学方程式是（反应条件略去）______．
（4）③处一般加入K2CO3溶液以吸收CO2，K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾（KHCO3），该反应的化学方程式是______．
（5）该流程中参与循环的物质是______．
正确答案
空气
除去硫化氢
CH4+2H2O=CO2+4H2
K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
Fe2O3•H2O
解析
解：（1）所给的原料中有空气，空气中含有大量的氮气，空气可以作为合成氨提供氮气的物质，故答案为：空气；
（2）Fe2O3•H2O可以和硫化氢反应生成FeS、硫单质和水，所以加入Fe2O3•H2O的目的是除去硫化氢，故答案为：除去硫化氢；
（3）CH4与H2O（气）反应生成CO2与H2的方程式为：CH4+2H2O=CO2+4H2，故答案为：CH4+2H2O=CO2+4H2；
（4）K2CO3溶液可以和CO2反应生成碳酸氢钾（KHCO3），即K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，故答案为：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；
（5）该流程中加入了Fe2O3•H2O，最后又生成了Fe2O3•H2O，Fe2O3•H2O在流程中参与循环使用，故答案为：Fe2O3•H2O．
（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______，______；
（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______；
（4）设备C的作用______．
正确答案
解析
解：（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，
故答案为：液化、分馏；与碳反应后除去CO2；
（2）合成氨的设备为合成塔，发生N2（g）+3H2（g）
故答案为：合成（氨）塔；N2（g）+3H2（g）
（3）冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，
故答案为：冷凝塔或冷凝器；
（4）设备C为分离器，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．
（2015秋•莱芜期末）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0．一种工业合成氨的简易流程图如下：
完成下列填空：
（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS．一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生．NH4HS的电子式是______，写出再生反应的化学方程式：______；NH3的沸点高于H2S，是因为NH3分子之间存在着一种叫______的作用力．
（2）室温下，0.1mol•L-1的氯化铵溶液和0.1mol•L-1的硫酸氢铵溶液，酸性更强的是______，其原因______．
（已知：HSO4-⇌H++SO42-Ka=1.2×10-2 NH3•H2O⇌NH4++OH-Kb=1.8×10-5 ）
（3）图甲表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系．根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：______（答案用小数表示，保留3位有效数字）．
（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图乙坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图．
（5）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）______．简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：______（任写2点）．
正确答案
解析
解：（1）NH4HS的电子式是
；NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点高于H2S，
故答案为：
（2）硫酸氢铵中的硫氢根离子第二步电离程度Ki2=1.2×10-2，非常的大，而氯化铵是水解呈酸性，所以硫酸氢铵溶液的酸性强同浓度的氯化铵，
故答案为：硫酸氢铵；硫酸氢铵中的硫氢根离子第二步电离程度Ki2=1.2×10-2，非常的大，大于铵根离子水解产生的酸性；
（3）依据反应特征N2+3H2=2NH3 △V
1 3 2 2
平衡体积 V V
即反应前后气体体积减小为生成氨气的体积，相同条件下，气体体积比等于气体物质的量之比，图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%，设平衡混合气体体积为100，氨气为体积42，则反应前气体体积100+42=142，氮气和氢气按照1：3混合，氮气体积=142×
故答案为：14.5%；
（4）合成氨的反应是放热反应，开始反应，氨气物质的量增大，达到平衡状态，继续升温，平衡逆向进行，氨气物质的量减小，画出的图象为：
（5）分析流程合成氨放热通过Ⅳ热交换器加热反应混合气体，使反应达到所需温度，提高合成氨原料总转化率，依据平衡移动原理分析，分离出氨气促进平衡正向进行，把平衡混合气体中氮气和氢气重新循环使用，提高原理利用率；
故答案为：Ⅳ；分离液氨，未反应的氮气和氢气循环使用．
氨在工业上有很多重要应用，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______；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______．
正确答案
解析
解：（1）氮气和氢气在合成塔内发生化合反应生成氨气方程式为：N2+3H2 
故答案为：合成塔；N2+3H2 
（2）混合气体进入冷却塔冷凝，冷凝水从下口n进入，从上口m排出，这样通过逆向通水，冷凝效果会更好，
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；
（3）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原料气体分离，然后循环利用，提高了原料的利用率，
故答案为：将液氨和未反应的原料气体分离．
利用天然气合成氨的工艺流程示意图如图1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）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
（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（aq）循环，请在图2中标出上述流程图第三处循环（循环方向、循环物质）．
（5）在一定温度和压强的密闭合成反应器中，H2和N2混合气体平均相对分子质量为8.5，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10，请计算此时H2的转化率（写出计算过程）：______．
正确答案
解析
解：（1）硫化氢是酸性气体，可以和碱氢氧化铁发生中和反应：3H2S+2Fe（OH）3→Fe2S3+6H2O，
故答案为：3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O；
（2）K2CO3（aq）和CO2反应生成碳酸氢钾，增大压强，化学平衡向右进行，符合化学平衡移动原理，故答案为：b；
（3）二氧化碳可以和氢氧化钠反应生碳酸钠，固体二氧化碳干冰易升华可以做制冷剂，故答案为：生产纯碱（或作制冷剂等）；
（4）上述流程图第三处循环使用的物质是氮气和氢气，即
（5）设充入气体总量为1mol，氮气为x，则氢气为（1-x）．
则有：28x+2（1-x）=8.5解得：N2：x=0.25mol H2：1mol-0.25mol=0.75mol
又设平衡时N2转化y，则：
N2 +3H2⇌2NH3
起始 0.25mol 0.75mol 0
变化 y 3y 2y
平衡 （0.25-y）mol （0.75-3y）mol 2ymol
则有：
解得：y=0.075mol
则氢气的转化率为：
答：此时H2的转化率为30%．
（2013秋•丰台区期末）氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛．
（1）实验室制取氨气的化学方程式是______．
（2）工业上氨气可以由氢气和氮气合成如图1．
①该反应的热化学方程式是______．
②随着温度的升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是______．
③一定温度下，2L密闭容器中，5mol N2和5mol H2发生反应，达到平衡时，N2的转化率为20%，该温度下反应的平衡常数的数值是______（填字母）．
④简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法：______．
（3）工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气．
①当氨水中所含氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO2时，溶液中的溶质为______．
②（NH4）2SO3显碱性，用化学平衡原理解释______．
③NH4HSO3显酸性．用氨水吸收SO2，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是______（填字母）．
a．c（NH4+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）
b．c（NH4+）＞c（SO32-）＞c（H+）=c（OH-）
c．c（NH4+）+c（H+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-）
（4）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理如图2：
①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择______（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液．
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是______．
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是______，正极的电极反应方是______．
正确答案
2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）=-93.36 kJ/mol
减小
0.5
将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露．（或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露
（NH4）2SO3和NH4HSO3
NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-，SO32-水解程度大于NH4+ 的水解程度使溶液中（OH-）＞（H+），溶液呈碱性
ab
碱性
CO2
4NH3+3O2═2N2+6H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
解析
解：（1）实验室用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气，反应方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）①△H=反应物键能和-生成物键能和=945KJ/mol+3×436KJ/mol-6×391.06KJ/mol=-93.36 kJ/mol，所以，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g） 
②计算可知反应是放热反应，升温，平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：减小；
③一定温度下，2L密闭容器中，5mol N2和5mol H2发生反应，达到平衡时，N2的转化率为20%，依据化学平衡三段式列式计算
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）
起始量（mol/L） 2.5 2.5 0
变化量（mol/L） 0.5 1.5 1.0
平衡量（mol/L） 2.0 1.0 1.0
平衡常数K=
该温度下反应的平衡常数的数值是0.5；
故答案为：0.5；
④氨气和HCl反应产生白烟，并且显碱性，所以，检查氨气是否泄露可采用的化学方法有：将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露．（或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露）；
故答案为：将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露．（或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露）；
（3）①氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO2时．N原子3mol，S原子2mol，据原子守恒，在（NH4）2SO3中，其原子个数比N：S=2：1，在中，NH4HSO3，其原子个数比N：S=1：1，所以，生成物有（NH4）2SO3和NH4HSO3，故答案为：（NH4）2SO3和NH4HSO3；
②（NH4）2SO3溶液中，铵根和亚硫酸根都会水解，（NH4）2SO3显碱性说明，NH4++H2O
故答案为：NH4++H2O
③据电荷守恒有：c（NH4+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），溶液显中性，则，c（H+）=c（OH-），故a正确，b正确，c错误，故选：ab；
（4）①氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性的，故答案为：碱性；
②空气中的CO2能和氨水反应，所以，滤去的气体是CO2，故答案为：CO2；
③生成的无毒气体时N2，据此书写化学方程式为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，正极发生氧化反应，氧气在正极反应，注意时碱性环境，所以，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：4NH3+3O2=2N2+6H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-．
现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的，但此法反应物的转化率不高．
已知：1mol N2（g）与适量H2（g）完全反应，生成NH3（g），放出92.2kJ热量，写出反应的热化学方程式：______．
（2）若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1______K2（填“＞”“=”或“＜”）．
（3）在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2mol N2、8mol H2及固体催化剂．10分钟后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%，此时氨气的体积分数为______，用氮气表示的反应速率为：______．若想提高氨气的产率，根据化学平衡移动原理，请提出合理的建议：
______（任意写一条）．
（4）在上述相同条件下，若起始时加入4mol NH3、2mol H2及固体催化剂，反应达到平衡时NH3的体积分数比（3）中______（填“大”、“小”或“相等”）．
（5）氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式为：______．
（6）随着对合成氨研究的发展，2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到570℃的电解池中，采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨（装置如图）．
请回答：在电解法合成氨的电解池中______（填“能”或“不能”） 用水作电解质溶液的溶剂，原因是______．
钯电极A是电解池的______极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是______．
正确答案
解析
解：（1）根据热化学方程式的含义可得到：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.2kJ•mol-1，
故答案为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.2kJ•mol-1；
（2）此反应正向是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，所以 K1＞K2，故答案为：＞；
（3）N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）
起始浓度：0.2 0.8 0
平衡浓度：0.2-x 0.8-3x 2x
0.2-x+0.8-3x+2x=（0.2+0.8）×80%
解得：x=0.1mol/L，所以v（NH3）=
故答案为：25%；0.01mol/（L•min）；增大氢气浓度（或增大氮气浓度或增大反应物浓度或降温或增大压强或及时转移走生成的氨）；
（4）加入4mol氨气，相当于加2molN2和6molH2，因此加上原有2molH2，就等于加入了2molN2和8molH2，跟3的投料情况一样．按照等效平衡，在恒温恒容条件下，对于体积改变之反应，通过换算，只要与原平衡起始加入量相同，则二者的平衡等效，所以3和4是等效平衡，故答案为：相等；
（5）氨气被氧化方程式：4NH3+5O2
（6）在电解法合成氨的电解池中不能用水作电解质溶液的溶剂，原因是新法合成氨电解池的反应温度是570℃时，水为水蒸气，钯电极A是电解池的阴极，氨气发生氧化反应：N2+6e-+6H+═2NH3
故答案为：不能；新法合成氨电解池的反应温度是570℃时，水为水蒸气；阴； N2+6e-+6H+═2NH3．
氨气是工农业生产中重要的产品，合成氨并综合利用的某些过程如图所示：
（1）原料气中的氢气来源于水和碳氢化合物．请写出甲烷和水在催化剂和高温条件下反应的方程式：______．
（2）在工业生产中，设备A的名称为______，A中发生的化学反应方程式是______．
（3）上述生产中向母液通入氨气同时加入______，可促进副产品氯化铵的析出．长期使用氯化铵会造成土壤酸化，尿素适用于各种土壤，在土壤中尿素发生水解，其水解的化学方程式是______．
（4）纯碱在生产生活中有广泛的应用，请写出任意两种用途：______．
（5）图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数．
①检验沉淀是否洗涤干净的方法是______
②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为______．
正确答案
解析
解：（1）依据题给的信息，甲烷与水在高温催化剂作用下生成二氧化碳（或一氧化碳）和氢气，故化学反应方程式为CH4+2H2O 
（2）在生产中，设备A中应生成目标产物纯碱，故A为沉淀池，发生的反应为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，故答案为：沉淀池；NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；
（3）副产物为氯化铵，需要引入氯离子，且目标产物为纯碱，故在通入氨气的同时，加入NaCl，尿素的水解生成氨气和二氧化碳，故反应为：CO（NH2）2+H2O=2NH3↑+CO2↑，故答案为：NaCl；CO（NH2）2+H2O=2NH3↑+CO2↑；
（4）纯碱在日常生活中应用广泛，常用于制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、印染等，故答案为：制玻璃、制肥皂；
（5）①检验沉淀是否洗净的方法为：往少量的最后一次洗涤所得滤液中加入稀H2SO4溶液（或AgNO3溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净；若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净，
故答案为：往少量的最后一次洗涤所得滤液中加入稀H2SO4溶液（或AgNO3溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净．
②生成ng固体为BaCO3，物质的量为：
传统合成氨工业需要采用高温、高压和催化剂．近来美国化学家使用新型铁系催化剂，在常温下合成了氨气．下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．反应热与反应途径无关，所以旧法合成氨与新法合成氨都是放热反应，故A错误；
B．与旧法相比较，新法合成氨不需要在高温条件下，可节约大量能源，简化生产设备，具有发展前景，故B正确；
C．催化剂只能改变反应速率，对反应物的转化率没有影响，所以新型催化剂不会提高N2和H2的转化率，故C错误；
D．化学平衡常数与反应温度有关，两种方法的反应温度不同，则化学平衡常数一定不同，故D错误；
故选B．
甲烷是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分，可用作燃料及制造氢气、一氧化碳、甲醛等物质的原料，其中用作制氢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）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，假设后面几步转化各物质均完全反应，则理论上可制备得到______氨气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______．
A．相似相容原理 B．勒夏特列原理 C．酸碱中和原理
（4）分析流程示意图回答，该合成氨工艺主要起始原料是______，辅助原料有______．
（5）整个流程有三处循环，一是Fe（OH）3循环，二是______循环，三是N2、H2循环．
正确答案
3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O
2.7n
2.5n
B
CH4、H2O、空气
K2CO3、Fe（OH）3
K2CO3（aq）
解析
（1）流程图中已给出反应物是H2S和Fe（OH）3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4没有参与反应，所以天然气脱硫时的化学方程式为3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O，
故答案为：3H2S+2Fe（OH）3═Fe2S3+6H2O；
（2）根据方程式CH4+H2O→CO+3H2可知，生成CO0.9nmol，则生成氢气3×0.9nmol=2.7nmol．二次转化后，CH4全部转化为CO，即工生成nmolCO，和水蒸气反应：CO+H2O→CO2+H2，又产生nmol氢气，因此总共生成3.7nmol氢气，所以若后面几步转化各物质均完全反应，则理论上可制备得到氨气3.7nmol×2×
故答案为：2.7n，2.5n；
（3）CO2为气体，与K2CO3（aq）反应体积减小，所以加压有利于平衡右移，依据是勒夏特列原理，故选B；
（4）根据流程示意图可知，该合成氨工艺主要起始原料是CH4、H2O、空气，而辅助原料是K2CO3、Fe（OH）3，故答案为：CH4、H2O、空气；K2CO3；Fe（OH）3；
（5）合根据流程示意图可知，循环利用的物质除了氢氧化铁、氮气和氢气外，还有碳酸钾，故答案为：K2CO3（aq）．
NH3是一种重要的工业原料．下列关于合成氨的说法中，不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：NH3是一种重要的工业原料．合成氨反应为：N2+3H2
A．氮肥厂利用氮气和氢气在有铁存在的情况下合成氨，铁是该反应的催化剂，催化剂可降低反应物的活化能，提高活化分子百分数，活化分子数目增多，提高了反应速率，故A正确；
B．合成氨的过程中，为保障反应速率和限度较大、催化剂的活性大，要选择适宜的温度400-500℃，压强在20～50Mpa之间，故B正确；
C．根据工业生产中，要求经济利益最大化，空气中有大量氮气，氮气来自空气廉价，氢气来自水和碳氢化合物，故C正确；
D．该反应为可逆反应，可逆反应在一定条件下达到化学反应限度时，可逆反应到达平衡状态，正逆反应速率相等，反应物不可能完全转化，故D错误；
故选D．
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