Question

用天然氣合成氨的工藝流程示意如下：

依據上述流程，完成下列填空：

（1）天然氣脫硫時的化學方程式是                                         

（2）n mol CH₄經一次轉化后產生CO 0.9n mol、產生H₂    mol（用含n的代數式表示）

（3）K₂CO₃（aq）和 CO₂反應在加壓下進行，加壓的理論依據是     （多選扣分）

（a）相似相溶原理   （b）勒沙特列原理   （c）酸堿中和原理

（4）由KHCO₃分解得到的CO₂可以用于                                   

（寫出CO₂的一種重要用途）。

（5）整個流程有三處循環，一是Fe(OH)₃循環，二是K₂CO₃（aq）循環，請在上述流程圖中標出第三處循環（循環方向、循環物質）。

 

Answer 1

【答案】

（1）3H₂S+2Fe(OH)₃＝Fe₂S₃+6H₂O （2）2.7nmol  （3）b

（4）生產純堿（或可作制冷劑） （5）

【解析】

試題分析：（1）根據題示信息，脫硫時主要發生H₂S與Fe(OH)₃反應，而產物為Fe₂S₃和H₂O，所以根據原子守恒可知，反應的化學方程式是3H₂S+2Fe(OH)₃＝Fe₂S₃+6H₂O。

（2）CH₄經一次轉化產物主要為CO和H₂，根據化學方程式CH₄+H₂OCO+3H₂可知，產生的CO和H₂的物質的量之比為1:3，所以產生的H₂為2.7nmol。

（3）該反應是可逆反應，增大壓強，化學平衡向右進行，符合化學平衡移動原理，所以適用于勒夏特列原理，答案選b。

（4）二氧化碳可以和氫氧化鈉反應生碳酸鈉，固體二氧化碳干冰易升華可以做制冷劑，所以CO₂的主要用途是生產純堿（或可作制冷劑）。

（5）根據圖示，除了氫氧化鐵循環、 K₂CO₃（aq）循環外，還有合成氨中N₂和H₂的循環，即。

考點：考查化工生產流程的有關判斷、計算

點評：本題是一道化學和工業生成相結合的題目，試題綜合性強，難度較大，學生不易得分。該題有利于培養學生的邏輯思維能力以及學生分析、解決實際問題的能力。