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          合成氨的原料氣N2和H2通常是以焦炭、水和空氣為原料來制取的．造氣的主要反應為：①2C＋O2＝＝2CO；②C＋H2O(g)＝＝CO＋H2．
          

          (1)
          		

          

          1200g焦炭按①、②式完全反應時，生成標準狀況下氣體的體積V的范圍________m3．
          

          

          

          (2)
          		

          

          現(xiàn)將焦炭、H2O(g)和空氣混合完全反應，使生成的混合氣體中[n(CO)＋n(H2)]/n(N2)＝3，則混合氣體中空氣和H2O(g)的體積比為________(設空氣中N2和O2的體積比為4∶1)．
          

          

          

          (3)
          		

          

          為滿足合成氨原料氣的要求，使[n(CO)＋n(H2)]/n(N2)＝3，且n(N2)/n(H2)＝1，工業(yè)上采用焦炭與富氧空氣和H2O(g)同時反應，則該富氧空氣中O2的體積分數(shù)為多少？(假設某富氧空氣仍只含O2和N2)
          

          

          

          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				答案：
          解析：
          (1)
          		

          2.24<V<4.48
          

          (2)
          		

          1∶1
          

          (3)
          		

          設該富氧空氣中n(N2)＝1.00mol則生成的混合氣體中n(CO)＋n(H2)＝3.00mol
          

          n(N2)/n(H2)＝1n(H2)＝1.00mol
          

          根據(jù)反應C＋H2O(g)＝＝CO＋H2，生成1.00molH2同時生成1.00molCO
          

          根據(jù)反應2C＋O2＝＝2CO，還需生成的1.00molCO，需要n(O2)＝0.500mol
          

          該富氧空氣中O2的體積分數(shù)為＝33.3%
          


          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關(guān)習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中化學
				來源：
				題型：閱讀理解
			
          

						
          （2012?海南）Ⅰ污水經(jīng)過一級、二級處理后，還含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子，可加入沉淀劑使其沉淀．下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是
          AC
          AC

          A．氨水                             B．硫化氫氣體
          C．硫酸鈉溶液                       D．純堿溶液
          Ⅱ合成氨的流程示意圖如下：

          回答下列問題：
          （1）工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣．氮氣是從空氣中分離出來的，通常使用的兩種分離方法是
          液化、分餾
          液化、分餾
          ，
          與碳反應后除去CO2
          與碳反應后除去CO2
          ；氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學反應方程式
          C+H2O
           高溫 
          .
           
           CO+H2
          C+H2O
           高溫 
          .
           
           CO+H2
          ，
          CH4+H2O
          催化劑
          .
          △
           CO+3H2
          CH4+H2O
          催化劑
          .
          △
           CO+3H2
          ；
          （2）設備A中含有電加熱器、觸煤和熱交換器，設備A的名稱
          合成（氨）塔
          合成（氨）塔
          ，其中發(fā)生的化學反應方程式為
          N2（g）+3H2（g） 
          高溫、高壓
          催化劑
          2NH3（g）
          N2（g）+3H2（g） 
          高溫、高壓
          催化劑
          2NH3（g）
          ；
          （3）設備B的名稱
          冷凝塔或冷凝器
          冷凝塔或冷凝器
          ，其中m和n是兩個通水口，入水口是
          n
          n
          （填“m”或“n”）．不宜從相反方向通水的原因
          高溫氣體由冷凝塔上端進入，冷凝水從下端進入，逆向冷凝效果好
          高溫氣體由冷凝塔上端進入，冷凝水從下端進入，逆向冷凝效果好
          ；
          （4）設備C的作用
          將液氨與未反應的原料氣分離
          將液氨與未反應的原料氣分離
          ；
          （5）在原料氣制備過程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應來實現(xiàn)：
          CO（g）+H2O（g）?CO2 （g）+H2 （g）
          已知1000K時該反應的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化超過90%，則起始物中c（H2O）：c（CO）不低于
          13.8
          13.8
          ．
          

			
          

			
          
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				科目：高中化學
				來源：
				題型：閱讀理解
			
          

						
          【選修-化學與技術(shù)】合成氨工業(yè)的主要反應為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜O，下圖是合成氨的簡要流程示意圖：
          （1）寫出設備A、B的名稱：A
          熱交換器
          熱交換器
          ，B
          合成塔
          合成塔
          ；沿X路線進入壓縮機的物質(zhì)是
          N2和H2
          N2和H2
          ．
          （2）原料氣往往混有CO、NH3等雜質(zhì)，在進入合成塔之前需凈化，凈化的原因是
          防止催化劑中毒
          防止催化劑中毒
          ．
          （3）氮、氫混合氣體送入合成塔前要通過壓縮機壓縮的原因是
          增大壓強，加快反應速率，使平衡朝生成NH3的方向進行
          增大壓強，加快反應速率，使平衡朝生成NH3的方向進行
          ；在合成塔中及時分離出氨氣的目的是
          減小生成物的濃度，使平衡朝生成NH3的方向進行
          減小生成物的濃度，使平衡朝生成NH3的方向進行
          ．
          （4）工業(yè)合成氨的反應為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜O，當壓強為30MPa，溫度為500℃時，在容積為1L的密閉容器中充入1molN2和3molH2，反應達到平衡時NH3的體積分數(shù)為20%，求此時的平衡常數(shù)
          0.083
          0.083
          ．
          （5）合成塔從上到下將催化劑分成四層，在層與層之間冷激氣（冷的原料氣）和反應氣混合，請問這樣設計的原因是什么？
          冷激氣與每一層的反應混合氣及時進行熱交換，既預熱原料氣，又保證反應混合氣的溫度控制在500℃左右，使每一層的催化劑都能起到最大的催化作用
          冷激氣與每一層的反應混合氣及時進行熱交換，既預熱原料氣，又保證反應混合氣的溫度控制在500℃左右，使每一層的催化劑都能起到最大的催化作用
          ．
          

			
          

			
          
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				科目：高中化學
				來源：2012年蘇教版高中化學選修2 2.1氨的合成練習卷（解析版）
				題型：簡答題
			
          

						
          在氨的工業(yè)合成中，有三個關(guān)鍵的技術(shù)問題，請結(jié)合所學知識解決它們。
          


          (1)合成氨的化學原理是N2＋3H2??2NH3，在工業(yè)上選擇20～50 MPa的較高壓強和450 ℃左右的溫度來進行反應，請結(jié)合有關(guān)的化學原理解釋。
          


          (2)在生產(chǎn)過程中需要大量氫氣，現(xiàn)有以下幾種獲得氫氣的方法，請你選出最適宜的，并說明理由。
          


          A．電解水制取氫氣
          


          B．由煤或焦炭來制取氫氣：煤或焦炭經(jīng)加熱，熾熱的炭與水蒸氣反應生成氫氣
          


          C．由天然氣或重油制取氫氣：天然氣的主要成分甲烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應生成氫氣和一氧化碳；一氧化碳在催化劑存在的條件下與水蒸氣反應得到氫氣和二氧化碳
          


          (3)合成氨的生產(chǎn)工藝流程：首先用適當?shù)姆椒ㄉa(chǎn)出合成氨的原料氣——氮氣和氫氣。氮氣和氫氣的混合氣體在合成塔中于一定條件下，通過催化劑的作用產(chǎn)生氨氣，再通過氨分離器不斷地把生成的氨分離出來，同時未轉(zhuǎn)化的反應氣體再進入合成塔循環(huán)加工。這就是合成氨的工藝流程。請根據(jù)這一描述過程畫出流程方框圖。
          


           
          

			
          

			
          
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				科目：高中化學
				來源：
				題型：
			
          

						
          (08閔行區(qū)模擬)合成氨的原料氣N2和H2通常是以焦炭、水和空氣為原料來制取的。其主要反應是（假設所有反應完全進行）：
                ① 2C + O2 → 2CO
                       ② C + H2O(g) → CO + H2
                       ③ CO + H2O(g) → CO2 + H2      
           
          （1）1 kg焦炭按上述反應最多能產(chǎn)生__________m3 H2（標準狀況）。
          （2）合成氨原料氣中的N2是通過反應①除去空氣中的氧氣所得�，F(xiàn)將焦炭、H2O(g)和空氣（設空氣中N2和O2的體積比為4∶1，下同）混合反應，產(chǎn)物氣體的組成如下表：
           
          氣體
          CO
          N2
          CO2
          H2
          O2
          體積（m3）
          （標準狀況）
          21
          16
          35
          60
          0.1
           
          ①       計算參加反應的H2O(g)和空氣的體積比V(H2O)/V(空氣)
          ② 計算生成上表所列氣體時，消耗了___________ kg焦炭。
           
          （3）合成氨廠常用氨和二氧化碳反應生產(chǎn)尿素：2NH3 + CO2 → CO(NH2)2 + H2O
           當焦炭、H2O(g)和空氣混合反應后的產(chǎn)物混合氣體中：
          V(CO2)∶V(N2)∶V(H2) = _______________時，原料的利用率最高；
          假設上述混合氣中CO的體積分數(shù)為10%（O2忽略不計）。則生產(chǎn)中投入的原料的物質(zhì)的量之比是：  n(C)∶n(H2O)∶n(空氣) = _______________（填最簡整數(shù)比）。
          

			
          

			
          
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