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    我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：

    （1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H＞0
    在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是    ．
    A、增大压强    B、升高温度  C、充入He气    D、增大水蒸气浓度
    （2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下：
    温度/℃400500800
    平衡常数K9.9491
    提高氢碳比[n（H2O）/n（CO）]，K值    （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H2O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1：3，此时v（正）    v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）．
    （3）有关合成氨工业的说法中正确的是    ．
    A、该反应属于人工固氮
    B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
    C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
    D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
    （4）生产尿素过程中，理论上n（NH3）：n（CO2）的最佳配比为    ，而实际生产过程中，往往使n（NH3）：n（CO2）≥3，这是因为    ．
    （5）当甲烷合成氨气的转化率为60%时，以3.0×108L甲烷为原料能够合成    L 氨气．（假设体积均在标准状况下测定）
    【答案】分析：（1）在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，改变条件平衡向正反应方向移动，且反应速率加快，结合外界条件对反应速率、平衡移动影响分析；
    （2）平衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关；
    令开始H2O和CO的物质的量都是1mol，某一时刻时CO和CO2的浓度比为1：3，计算此时参加反应的CO的物质的量，利用三段式计算此时各组分的浓度，反应气体气体的体积不变，利用物质的量代替浓度计算此时的浓度商Qc，与平衡常数比较判断反应进行分析，据此解答；
    （3）A．固氮指由游离态的氮转化为化合态的氮；
    B．催化剂加快反应速率，不能影响平衡移动；
    C．合成氨反应温度控制在500℃左右，在该温度下反应速率较快、催化剂活性较高；
    D．合成氨工业采用循环操作，目的是提高原料的利用率；
    （4）根据尿素的化学式，结合C、N原子守恒判断生产尿素过程中，理论上n（NH3）：n（CO2）的最佳配比；
    有利于提高CO2的转化率，NH3极易溶于水，便于分离、回收利用；
    （5）根据关系式CH4～CO～3H2计算造合成气的反应中生成的CO、H2的体积，根据关系式 CO～H2计算分离二氧化碳过程生成的H2体积，两部分氢气体积为生成氢气的总体积，再根据 3H2～2NH3计算生成氨气的体积．．
    解答：解：（1）A、增大压强，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率降低，故A错误；
    B、升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，故B正确；
    C、充入He气，反应混合物的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，甲烷的转化率不变，故C错误；
    D、增大水蒸气浓度，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率增大，故D正确；
    故答案为：BD；
    （2）平衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关，提高氢碳比[n（H2O）/n（CO）]，K值不变；
    令开始H2O和CO的物质的量都是1mol，某一时刻时CO和CO2的浓度比为1：3，设此时参加反应CO为xmol，则（1-x）：x=1：3，解得x=0.75，则：
                 H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），
      开始（mol）：1       1        0      0
      变化（mol）：0.75    0.75     0.75   0.75
    某时刻（mol）：0.25    0.25     0.75   0.75
    故产生浓度商Qc==9＜9.94，反应向正反应进行，故v（正）＞v（逆），
    故答案为：不变；＞；
    （3）A．固氮指由游离态的氮转化为化合态的氮，合成氨属于人工固氮，故A正确；
    B．催化剂加快反应速率，不能影响平衡移动，不能提高反应物的利用率，故B错误；
    C．该反应正反应是放热反应，高温不利用氨气的合成，合成氨反应温度控制在500℃左右，在该温度下反应速率较快、催化剂活性较高，故C错误；
    D．合成氨工业采用循环操作，目的是提高原料的利用率，故D错误；
    故答案为：A；
    （4）根据尿素的化学式CO（NH2）2，C、N原子完全利用最后，由C、N原子守恒可知生产尿素过程中，理论上n（NH3）：n（CO2）的最佳配比为2：1；
    往往使n（NH3）：n（CO2）≥3，这是由于：有利于提高CO2的转化率，且NH3极易溶于水，便于分离、回收利用；
    故答案为：2：1；有利于提高CO2的转化率，且NH3极易溶于水，便于分离、回收利用；
    （5）由CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），可得CH4（g）～3H2（g）～2NH3（g），设能够合成氨气的体积为VL，则：
       CH4（g）～3H2（g）～2NH3（g），
        1                  2
    3.0×108L×60%          VL
    故V=3.0×108L×60%×2=3.6×108L
    合成气的反应中：CH4～～～～～～～～～CO～～～～～～～～～～3H2，
             3.0×108L×60%     3.0×108L×60%    3.0×108L×60%×3
    分离二氧化碳过程生成的H2体积：CO～～～～～～～～～～H2，
                             3.0×108L×60%    3.0×108L×60%    
    所以产生的氢气的总体积为3.0×108L×60%×3+3.0×108L×60%=12×108L×60%
    令产生氨气的体积为V，则：
           3H2～～～～～～～～～2NH3
           3                    2
           12×108L×60%         V
    故V=12×108L×60%×=4.8×108L      
    故答案为：4.8×108．
    点评：考查学生对工艺流程的理解、化学平衡移动及平衡常数与计算、合成氨条件的选择等，难度中等，关键是掌握整个制备流程原理，要求学生要有扎实的基础知识和灵活应用知识解决问题的能力．（4）中计算为易错点，容易忽略分离二氧化碳过程生成的H2体积．
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?怀化一模）化学一化学与技术
    我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要流程如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）

    请填写下列空白：
    （1）合成尿素的反应分二步，请写出该反应的化学方程式
    ①
    2NH3+CO2
     加温、加压 
    .
     
    NH2COONH4
    2NH3+CO2
     加温、加压 
    .
     
    NH2COONH4
    ；
    ②
    NH2COONH4
     加热 
    .
     
    CO（NH2）2+H2O
    NH2COONH4
     加热 
    .
     
    CO（NH2）2+H2O
    ．
    （2）依据流程圈，判断下列说法正确的是
    C
    C
    ．
    A．在转化CO的过程中使用催化剂，可以提高CO的转化率
    B．进入分离二氧化碳装置的气体有2种
    C．N2、H2的循环使用，提高了原子的利用率
    D．二氧化碳与氨合成尿素属于人工固氮
    E．流程中的原料有3种取之不尽，用之不完
    （3）合成氨选择的外界条件是：催化剂，20～50MPa的压强，500℃的温度．选择该温度的主要原因是
    500℃的温度反应速率较快，催化剂活性最高
    500℃的温度反应速率较快，催化剂活性最高
    ．
    （4）已知制造合成气的反应为CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），该反应的平衡常数表达式为K=
    c(CO)?c3(H2)
    c(CH4)?c(H2O)
    c(CO)?c3(H2)
    c(CH4)?c(H2O)
    ．降低温度K减小，则正反应是一个
    吸
    吸
    热反应．当造合成气的反应中甲烷的转化率为75%．合成氨中氢气的转化率为40%（其他过程的损失不计）以5.60xlO7L甲烷为原料能够合成
    4.48xlO7L
    4.48xlO7L
    L氨气．（假设体积均在标准状况下测定）

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：

    （1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H＞0
    在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是
    BD
    BD
    ．
    A、增大压强    B、升高温度  C、充入He气    D、增大水蒸气浓度
    （2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下：
    温度/℃ 400 500 800
    平衡常数K 9.94 9 1
    提高氢碳比[n（H2O）/n（CO）]，K值
    不变
    不变
    （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H2O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1：3，此时v（正）
    ＞
    ＞
    v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）．
    （3）有关合成氨工业的说法中正确的是
    A
    A
    ．
    A、该反应属于人工固氮
    B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
    C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
    D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
    （4）生产尿素过程中，理论上n（NH3）：n（CO2）的最佳配比为
    2：1
    2：1
    ，而实际生产过程中，往往使n（NH3）：n（CO2）≥3，这是因为
    有利于提高CO2的转化率，且NH3极易溶于水，便于分离、回收利用
    有利于提高CO2的转化率，且NH3极易溶于水，便于分离、回收利用
    ．
    （5）当甲烷合成氨气的转化率为60%时，以3.0×108L甲烷为原料能够合成
    4.8×108
    4.8×108
    L 氨气．（假设体积均在标准状况下测定）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    [化学与技术]
    我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
    精英家教网
    请填写下列空白：
    （1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是：
     
    ．
    （2）上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是
     
    ．
    A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸
    B．混合气加压冷却，使CO2液化
    C．混合气用氨水洗涤
    D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，
    （3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行
     
    ，目的是
     
    ；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法：
     
    ．
    （4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，请用线段和箭头画出图中的两处合理利用资源情况．

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年江苏省扬州市高二下学期期末考试化学试卷（带解析） 题型：填空题

    我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化
    步骤及生成物未列出）：

    （1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)；△H＞0在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是     。
    A、增大压强    B、升高温度 C、充入He气   D、增大水蒸气浓度
    （2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

    温度/℃
    		400
    		500
    		800
    平衡常数K
    		9.94
    		9
    		1
    提高氢碳比[ n（H2O）/n（CO）]，K值   （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H2O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3，此时v（正）     v（逆）（填“＞”、“＝”或“＜”）。
    （3）有关合成氨工业的说法中正确的是       。
    A、该反应属于人工固氮
    B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
    C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
    D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
    （4）生产尿素过程中，理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为     ，而实际生产过程中，往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3，这是因为       。
    （5）当甲烷合成氨气的转化率为60％时，以3.0×108 L甲烷为原料能够合成       L 氨气。（假设体积均在标准状况下测定）

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    科目：高中化学 来源：2014届江苏省扬州市高二下学期期末调研测试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：

    （1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)；△H＞0

    在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是      。

    A、增大压强    B、升高温度  C、充入He气    D、增大水蒸气浓度

    （2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

    温度/℃

    400

    500

    800

    平衡常数K

    9.94

    9

    1

     

    提高氢碳比[ n（H2O）/n（CO）]，K值    （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H2O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3，此时v（正）    v（逆）（填“＞”、“＝”或“＜”）。

    （3）有关合成氨工业的说法中正确的是      。

    A、该反应属于人工固氮

    B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率

    C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

    D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率

    （4）生产尿素过程中，理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为   ，而实际生产过程中，往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3，这是因为      。

    （5）当甲烷合成氨气的转化率为60％时，以3.0×108 L甲烷为原料能够合成      L 氨气。（假设体积均在标准状况下测定）

     

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