问题 问答题

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):______.

答案

(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

,故答案为:

(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:

28×(0.25-y)mol+2×(0.75-3y)mol+17×2ymol
(0.25-y)mol+(0.75-3y)mol+2ymol
=10

解得:y=0.075mol

则氢气的转化率为:

3×0.075mol
0.75mol
×100%=30.0%.

答:此时H2的转化率为30%.

单项选择题
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