课题2《氨的工业合成》专题训练
1.【化学——选修2:化学与技术】
I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是( )
A.氨水 B.硫化氢气体 C.硫酸钠溶液 D.纯碱溶液
II、合成氨的流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)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 , ;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ;
(2)设备A中含有电加热器、触煤和热交换器,设备A的名称 ,其中发生的化学反应方程式为 ;
(3)设备B的名称 ,其中m和n是两个通水口,入水口是 (填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因 ;
(4)设备C的作用 ;
(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+ H2 (g),已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于 。
【答案】Ⅰ、AC (2分) Ⅱ、(1) 液化、分馏或蒸馏 ; (1分) 与碳反应除去O2 (1分)
CH4+H2O CO+3H2 (1分) C+H2O CO+H2(1分) (2) 合成塔 (1分)
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(1分) (3)冷却塔 (1分) n (1分)
高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好。(2分)
(4)将液氨与未反应的原料气分离。 (1分) (5)13.8 (2分)
【解析】
试题分析:I、A.氨水能与铜离子形成络合物,不能作为沉淀剂,A正确;B.硫化氢气体能与三种金属阳离子反应生成沉淀,作为沉淀剂,B错误;C.硫酸钠与铜离子不能形成沉淀 作为沉淀剂,C正确;D.纯碱溶液能与三种金属阳离子反应生成沉淀,作为沉淀剂,D错误,答案选AC。
II、(1)从空气中分离出来氮气通常使用的两种分离方法是液化、分馏或蒸馏,其次利用与碳反应除去O2以获得氮气;高温下煤和天然气能与水蒸气反应生成氢气,则制取氢气的化学反应方程式为CH4+H2O CO+3H2、C+H2O CO+H2;
(2)设备A的名称是合成塔,其中发生的化学反应方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);
(3)设备B的名称冷却塔,由于逆向冷却效果好,即高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷