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已知:甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素的原料不同,但生产流程相同(见下图),试完成下列问题:

                

(1)用化学方程式表示甲、乙、丙三个工厂合成尿素的原料气H2和CO2的生产过程。

①甲厂以焦炭、空气和水为原料;

②乙厂以天然气、空气和水为原料;

③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)、空气和水为原料。

(2)按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算为H2的物质的量)和CO2物质的量之比,则对原料的利用率最高。据此判断哪个工厂对原料的利用率最高。

(1)

(2)各厂n(H2)∶n(CO2)的值为:

甲厂:2∶1;乙厂:4∶1;丙厂:3.2∶1。

由合成CO(NH22的反应方程式:

2NH3+CO2====CO(NH22+H2O,可得n(H2)∶n(CO2)=3∶1,只有丙厂原料气中n(H2)∶n(CO2)的值最接近3∶1,故丙厂的原料利用率最高。

解析:根据反应:3H2+N22NH3和CO2+2NH3====CO(NH22+H2O可看出,当CO2和H2物质的量之比等于或接近1∶3时,上述反应恰好完全进行。显然若要充分利用原料,原料与水反应生成的CO2和H2物质的量之比应等于或接近1∶3。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?重庆模拟)I.将由Na+、Ba2+、Cu2+、SO42-、Cl-组合形成的三种强电解质溶液,分别装入图1装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解,电极均为石墨电极.

接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加.常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如图2(忽略因气体溶解带来的影响).据此回答下列问题:
(1)写出乙烧杯中发生反应的化学方程式
2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+H2SO4
2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+H2SO4

(2)电极f上发生的电极反应为
4OH--4e-=2H2O+O2
4OH--4e-=2H2O+O2

(3)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了8g,要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态,应进行的操作是
向丙烧杯中加入水2.25g
向丙烧杯中加入水2.25g

II.工业上利用BaSO4制备BaCl2的工艺流程如下:

某活动小组的同学在实验室以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,对上述工艺流程进行模拟实验.
(1)上述过程中,气体用过量NaOH溶液吸收得到Na2S.Na2S水溶液显碱性的原因是
S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-
S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-
(用离子方程式表示).
(2)已知有关反应的热化学方程式如下:
BaSO4(s)+4C(s)
高温
 4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ/mol
C(s)+CO2(g) 
高温
 2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol
则反应BaSO4(s)+2C(s)
高温
 2CO2(g)+BaS(s)△H3=
+226.2
+226.2
kJ/mol
(3)在高温焙烧重晶石过程中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是
使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)
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硫酸钡和碳反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温
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科目:高中化学 来源: 题型:

科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究,把过多二氧化碳转化为有益于人类的物质.
(1)如果将CO2和H2以1:4的比例混合,通入反应器,在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源.请完成以下化学方程式:CO2+4H2
CH4
CH4
+2H2O,若用CO2和H2可以人工合成CnH2n+2的烷烃,写出该化学方程式并配平:
nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O
nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O

(2)若将CO2和H2以1:3的比例混合,使之发生反应生成某种重要的化工原料和水,该原料可能是
B
B

A.烷烃    B.烯烃     C.炔烃      D.芳香烃
(3)已知在443~473K时,用钴(Co)作催化剂可生成C5~C8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一.要达到该汽油的要求,CO2和H2的体积比的取值范围是
5:16≤V(CO2):V(H2)≤8:25
5:16≤V(CO2):V(H2)≤8:25

(4)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:原料
→CO→CO2
H2→NH3
→CO(NH2)2

①尿素分子中的官能团有
-CO-、-NH2
-CO-、-NH2
(用结构简式表示)
②甲厂以焦炭和水为原料;乙厂以天然气和水为原料;丙厂以乙烯和水为原料.按工业有关规定,利用原料所制得的H2和CO2的物质的量之比若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高.据此可判断甲、乙、丙三个工厂原料利用率最高的是

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科目:高中化学 来源: 题型:

500℃下发生如下反应H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H<0,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示.(已知此温度下该反应的平衡常数K=
9
4

起始浓度
c(H2)/mol/L 0.010 0.020 0.020
c(CO2)/mol/L 0.010 0.010 0.020
(1)平衡时,甲中CO2转化率为
60%
60%
在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中CO2转化率大小比较
乙>丙=甲
乙>丙=甲

(2)丙中达平衡需要20s,则反应速率v(CO2)=
0.0006mol/(L?s)
0.0006mol/(L?s)

(3)甲中的反应速率-时间图象如图,在图中画出丙的反应速率-时间图象.
(4)升高温度,平衡常数K
小于
小于
9
4
(填“大于”“小于”“等于”)

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-197kJ?mol-1.在容积相同的甲、乙、丙三个容器中,保持温度、容积一定,分别按下表要求充入气体发生反应:
容器 SO2(mol) O2(mol) 氦气(mol) 达平衡时实际热效应(kJ?mol-1
2 1 0 △Hl
1 0.5 0 △H2
1 0.5 1 △H3
根据以上数据,下列比较正确的是(  )
A、△Hl=-197 kJ?mol-1
B、△H2=△H3
C、△Hl=2△H2
D、△Hl>△H3

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