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8.利用天然气合成氨的工艺流程示意如下:

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3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O
(2)若n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H22.7nmol(用含n的代数式表示)
(3)K2CO3(aq)和 CO2反应在加压下进行,加压的理论依据是b(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
(4)分析流程示意图回答,该合成氨工艺的主要原料是CH4、H2O(g)和空气,辅助原料是K2CO3和Fe(OH)3
(5)请写出以CH4为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N2、H2的化学方程式:
CH4+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2、2CH4+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO+4H2O、CO+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2+H2、CO2+H2O+K2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2KHCO3;.
(6)整个流程有三处循环,一是Fe(OH)3循环,二是K2CO3(aq)循环,请在上述流程图中找出第三处循环并写在答题卡上(要求:循环方向、循环物质).

分析 (1)硫化氢是酸性气体,可以和碱发生中和反应生成盐和水;
(2)计算出甲烷的物质的量,根据方程式计算氢气的物质的量;
(3)根据化学平衡移动原理来回答;
(4)利用氢气合成氨的工艺流程知道:起始原料是CH4、H2O、空气,而辅助原料是K2CO3、Fe(OH)3
(5)根据流程图书写,具体解答;
(6)根据合成氨的原理可以推知循环使用的是氮气和氢气.

解答 解:(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)根据天然气合成氨的工艺流程图知10%的甲烷未与水蒸汽作用,甲烷与水反应的方程式为:
  CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)
  1                          3
0.9n mol                   2.7nmol  
故答案为:2.7n;
(3)K2CO3(aq)和CO2反应生成碳酸氢钾,K2CO3+CO2+H2O?2KHCO3,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;
(4)根据流程图可知,该合成氨工艺主要起始原料是CH4、H2O、空气,而辅助原料是K2CO3、Fe(OH)3,故答案为:CH4、H2O、空气;K2CO3;Fe(OH)3
(5)根据流程图可知,以CH4为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N2、H2的化学方程式见下,答案为:CH4+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$  CO+3H2、2CH4+3O2 $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO+4H2O、CO+H2O(g) $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2+H2、CO2+H2O+K2CO3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2KHCO3
(6)上述流程图第三处循环使用的物质是氮气和氢气,故答案为:

点评 本题考查了天然气合成氨的有关知识,重点掌握相关物质的化学性质,考查了分析和解决问题的能力,难度较大.

练习册系列答案
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18.掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,下图为两套实验装置.

(1)写出下列仪器的名称:a.蒸馏烧瓶b.冷凝管c.500mL容量瓶
(2)仪器a~e中,使用前必须检查是否漏水的有c.(填序号)
(3)若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器是酒精灯,将仪器补充完整后进行实验,温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶支管口处处.冷凝水由g(填f或g)口通入f口流出.
(4)现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL,装置II是某同学转移溶液的示意图.
①图中的错误是未用玻璃棒引流.除了图中给出的仪器和托盘天平外,为完成实验还需要的仪器有:玻璃棒、量筒、药匙、胶头滴管.
②根据计算得知,所需NaOH的质量为2.0g
③配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)B→C→A→F→E→D.
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶
B.准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复颠倒摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1~2cm处
(5)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是将剩余的氢氧化钠全部转移到容量瓶中,溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为温度升高溶液体积增大;
(6)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?若没有进行A操作偏低;若加蒸馏水时不慎超过了刻度线偏低;若定容时俯视刻度线偏高.
(7)若实验过程中加蒸馏水时不慎超过了刻度线应如何处理?重新配制溶液.

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19.氢气在氯气中燃烧时发出苍白色火焰,在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为a kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为b kJ,形成1mol HCl中的化学键释放的能量为c kJ,下列关系中正确的是(  )
A.b>cB.a+b>2cC.a+b<cD.a+b<2c

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16.下列7种物质:①白磷(P4); ②水晶; ③氯化铵; ④氢氧化钙; ⑤氟化钠; ⑥过氧化钠; ⑦干冰,固态时都为晶体,回答下列问题(填写序号):
既有范德华力,又有非极性键的晶体是①,只存在离子键的是⑤,熔化时只破坏共价键的是②.

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3.中利滴定是一种操作简中,准确度高的定量分析方法,实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析.这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点,下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确(  )
A.利用H++OH-═H2O來测量某氢氧化钠溶液的浓度时:甲基橙--橙色
B.利用“2Fe3++2I-═I2+2Fe2+,用NaI溶液测量Fe(NO33样品中Fe(NO33百分含量:淀粉--蓝色
C.利用“Ag++SCN-=AgSCN↓原理,可用标准KSCN溶液含量AgNO3溶液浓度:Fe(NO33--血 红色
D.用标准酸性KMnO4溶液滴定NaHSO3溶液以测量其浓度:KMnO4--紫红色

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13.重铬酸钾(K2Cr2O7)是高中化学常见的氧化剂,工业上以铬铁矿为原料用碱溶氧化法制备.铬铁矿中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等.

已知:①NaFeO2遇水强烈水解.②2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O请回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是增大反应物的表面积,加快反应速率;高温灼烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为2Cr2O3+3O2+8NaOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Na2CrO4+4H2O.
(2)滤渣1中有红褐色物质,写出生成该物质反应的离子方程式FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-.滤渣2的主要成分是Al(OH)3和H2SiO3
(3)用简要的文字说明Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体,降温析出K2Cr2O7的原因K2Cr2O7的溶解度受温度影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小.
(4)25℃时,对反应2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O,取Na2CrO4溶液进行实验,测得部分实验数据如下:
时间/(s)00.010.020.030.04
(CrO42-)/(mol•L-10.201.6×10-21.2×10-21.0×10-2
(Cr2O72-)/(mol•L-109.2×10-29.4×10-29.5×10-2
①反应达到平衡时,溶液的pH=1,该反应平衡常数K为9.5×104
②下列有关说法正确的bd.
a.加少量NaHCO3固体,可使溶液的橙色加深
b.0.03s时v(CrO42-(正)=2v(Cr2O72-(逆)
c.溶液中c(CrO42-):c(Cr2O72-)=2:1时该反应已达平衡状态
d.反应达到平衡时CrO42-的转化率为95%

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20.X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为20,下列判断正确的是(  )
WXY
 Z 
A.四种元素的原子半径:r(Z)>r(X)>r(Y)>r(W)
B.四种元素形成的单质最多有6种
C.X与Y形成的气态化合物超过两种
D.四种元素中,Z的最高价氧化物对应的水化物酸性最强

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17.“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8•nH2O)等化合物.下列叙述中错误的是(  )
A.镁元素基态原子的核外电子排布式是:1s22s22p63s2
B.铝元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
C.钠元素离子半径比铝离子半径大
D.金属铝与钠的最高价氧化物的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO${\;}_{2}^{-}$+3H2

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18.下列电子排布图(每一个小方框表示一个原子轨道)所表示元素的原子中,其能量处于最低状态的是(  )
A.B.
C.D.

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