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    12．合成氨的流程示意图如下．

    请回答下列问题．
    （1）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，其中发生的化学反应方程式为N2+3H22NH3，设备A的名称是合成塔；
    （2）设备B中m和n是两个通水口，入水口是n（填“m”或“n”）；不宜从相反方向通水的原因是高温气体从冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好．
    （3）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是液化，分馏．
    （4）天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气．下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗．
    原料天然气重油煤
    相对投资费用1.01.52.0
    能量消耗/J•t-1281093810948109
    ①依据上表信息，你认为采用天然气为原料最好．
    ②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CO+3H2．
    ③已知C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
    C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-394kJ/mol
    2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol
    2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484kJ/mol
    试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式C（S）+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO（g）+H2（g） △H=+131KJ/mol．
    （5）在合成氨生产中，将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来．运用化学平衡的知识分析这样做的理由：移走氨气，减小生成物浓度，平衡右移，有利于氨合成．

    分析 （1）根据合成氨的工业流程进行解答，发生的化学反应为氮气和氢气合成氨气；
    （2）根据冷却的原理和水的重力的影响进行解答；
    （3）根据需分离物质的物理性质进行解答；
    （4）①依据表中信息进行对比解答；
    ②根据质量守恒进行解答；
    ③根据盖斯定律进行解答；
    （5）根据影响化学平衡的因素进行解答．

    解答 解：（1）合成氨工业流程：原料气制备、原料气净化和压缩、氨的合成、氨的分离，冷凝分离氨气的设备为冷却塔；设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，说明发生的化学反应方程式为：N2+3H22NH3，设备A的作用是能将氮气和氢气反应，所以设备A的名称是合成塔，
    故答案为：N2+3H22NH3；合成塔；
    （2）为了增强冷却效果，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好，所以入水口为n，
    故答案为：n；高温气体从冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好；
    （3）将液氨和未反应的原料分离，利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气．故分离方法是液化和分馏，
    故答案为：液化；分馏；
    （4）①根据合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗表，天然气相对投资费用1.0，能量消耗28109J•t-1，天然气相对投资费用1.5，能量消耗28109×1.5J•t-1，天然气相对投资费用2.0，能量消耗2×28109J•t-1，相对于重油和煤，天然气为原料最好，
    故答案为：天然气；
    ②甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应；生成氢气和一氧化碳，根据题干中提供的反应物和生成物，再根据质量守恒，即可得出CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CO+3H2，
    故答案为：CH4+H2O$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CO+3H2；
    ③C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
    C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ/mol；A
    2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol；B
    2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ/mol；C
    将ABC三式作如下变换，A-$\frac{1}{2}$C-$\frac{1}{2}$B可得C（S）+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO（g）+H2（g） △H=+131KJ/mol，
    故答案为：C（S）+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO（g）+H2（g） △H=+131KJ/mol；
    （5）N2+3H22NH3，该反应为可逆反应，从化学平衡移动的角度考虑，减少生成物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，
    故答案为：移走氨气，减小生成物浓度，平衡右移，有利于氨合成．

    点评 本题是一道化学和工业生产联系的题目，主要考查了合成氨工业，掌握合成氨工业的流程和设备，结合化学平衡的原理解答是关键，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．（1）根据分子中所含官能团可预测有机化合物的性质．
    ①下列化合物中能发生消去反应的是bc（填字母）．
    a．CH3OH      　  b．CH3CH2Cl     　c．CH3CH2OH　　 d．
    ②下列化合物中，常温下易被空气氧化的是d（填字母）．

    ③为检验C3H7Br中溴元素进行如下操作：①加热煮沸；②加入AgNO3溶液；③取少量该卤代烃；④加入足量稀硝酸酸化；⑤加入NaOH溶液；⑥冷却．正确的操作顺序是③⑤①⑥④②．
    （2）化合物C是一种医药中间体，可通过下列方法合成：
    $→_{H+}^{KMnO_{4}}$[B]$→_{浓硫酸，△}^{CH_{3}OH}$

    已知：$\stackrel{KMnO_{4}（H+）}{→}$
    ①C中含氧官能团的名称为醚键和酯基．②B的结构简式为．
    ③B→C的反应类型为酯化反应．
    （3）生活中常用的某种香料X的结构简式为：
    ①香料X中含氧官能团的名称是醛基．
    ②香料X可发生的反应类型是b、c（填代号）
    a．酯化反应b．还原反应    c．加成反应d．消去反应．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．化学与环境、生活、生产、能源关系密切，下列说法正确的是（　　）
    A．金属铝在生产、生活中得到广泛的应用，主要是因为其可用热还原法冶炼
    B．对“地沟油”蒸馏可以获得汽油
    C．氯气常用于自来水的消毒，是利用了氯气的强氧化性来杀菌消毒
    D．化石燃料使用过程中排放的硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要原因

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物），则下列叙述正确的是（　　）
    A．多孔性惰性电极E为电解池的阴极
    B．装置中气体C为氢气
    C．由A至D，导线中电子转移方向为D→A
    D．装置中阴极的电极反应式为C6H6+6H++6e-═C6H12

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    7．下列有关说法正确的是（　　）
    A．H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
    B．Fe（OH）3胶体为无色、透明，能发生丁达尔现象
    C．在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
    D．SiO2既能和氢氟酸反应又能和氢氧化钠溶液反应，所以是两性氧化物

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    17．下列说法中，正确的是（　　）
    A．H2SO4的摩尔质量是98 g
    B．1 mol CO2的体积是22.4 L
    C．0.2 mol H2O的质量是3.6 g
    D．0.1 mol/LFeCl3溶液中，C1-的物质的量浓度为0.1 mol/L

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．为探究生活中两种常见的有机物的性质，某同学设计如下实验，请根据题目要求回答下列问题：
    （1）如图所示，试管中装乙醇，据此，请你任写一点该探究实验产生的现象钠沉于无水酒精底部，反应缓慢，表面有气泡．
    （2）用食醋浸泡附有水垢（主要成分CaCO3）的水壶，可以除去水垢，说明酸性：醋酸＞碳酸．（填“＞”或“＜”）

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    1．NiCl2是化工合成中最重要的镍源，工业上以金属镍废料为原料生产NiCl2，继而生产Ni2O3的工艺流程如图1：

    下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）．
    氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3Ni（OH）2
    开始沉淀的pH1.16.53.57.1
    沉淀完全的pH3.29.74.79.2
    （1）为了提高金属镍废料浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③增大盐酸的浓度（或将镍废料研成粉末等）等．
    （2）酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等．沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为4.7～7.1．
    （3）从滤液A中可回收利用的主要物质是氯化钠．
    （4）“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O．
    （5）工业上用镍为阳极，电解0.05～0.1mol•L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得到高纯度、球形的超细镍粉．当其它条件一定时，NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图2所示：
    ①NH4Cl的浓度最好控制为10g•L-1．
    ②当NH4Cl浓度大于15g•L-1时，阴极有气体生成，导致阴极电流效率降低，写出相应的电极反应式：2H++2e-=H2↑（或2NH4++2H2O+2e-=H2↑+2NH3•H2O）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    2．苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）为白色粉末，常用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛．实验室制备苯佐卡因的反应、装置示意图和有关数据如下：

      相对分子质量 密度/（g•cm-3） 熔点/℃沸点/℃ 水中溶解性
     乙醇 46 0.789-117.3 78.5 与水互溶
     对氨基苯甲酸 137 1.374 188 340 微溶
     苯佐卡因 165 1.039 90 172 难溶
     乙醚 74 0.71-116.3 35 微溶
    实验步骤：在圆底烧瓶中加入2～3片碎瓷片，0.00300mol对氨基苯甲酸、0.0150mol乙醇和数滴浓硫酸，振荡，然后将烧瓶在水浴上加热回流1h，冷却后，分批加入NaHCO3溶液直至无明显气泡产生，再加入少量NaHCO3溶液至pH≈8．将烧瓶中的液体倒入分液漏斗中，用乙醚分两次萃取，向分液所得的乙醚层中加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，最后蒸馏，蒸出乙醚，得苯佐卡因0.198g．
    回答下列问题：
    （1）仪器A的名称是球形冷凝管．
    （2）碎瓷片的作用是防止暴沸．
    （3）本实验中加入过量乙醇的目的是提高对氨基苯甲酸的利用率．
    （4）加入NaHCO3溶液的作用是除去混有对氨基苯甲酸．
    （5）分液漏斗使用之前必须进行的操作是查漏；分液时，应先将下层液从分液漏斗下口放出，再将上层液从上口倒出．
    （6）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收乙醚中的水．
    （7）本实验中苯佐卡因的产率是40%（保留三位有效数字）．

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