氨氣是一種重要的化學(xué)物質(zhì),可用于制取化肥和硝酸等。
(1)合成氨原料氣由天然氣在高溫下與水和空氣反應(yīng)而得。涉及的主要反應(yīng)如下:
I.CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)
II.2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)
III.CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)
假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生的CO全部轉(zhuǎn)化為CO2,CO2被堿液完全吸收,剩余的H2O通過冷凝干燥除去。進入合成氨反應(yīng)塔的原料氣為純凈的N2和H2。
①為使原料氣中N2和H2的體積比為1:3,推出起始氣體中CH4和空氣的比例為 3.5:53.5:5(設(shè)空氣中O2和N2的體積比為1:4,所有氣體均按理想氣體處理)。
②已知:
IV.C(s)+2H2(g)═CH4(g) ΔH4=-74.8kJ?mol -1
V.C(s)+12O2(g)═CO(g) ΔH5=-110.5kJ?mol -1
計算反應(yīng)II的反應(yīng)熱 -71.4kJ/mol-71.4kJ/mol。
(2)合成氨原料中的H2可用CO在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。已知在25℃、101 kPa 下:
I.2C(石墨,s)+O2(g)═2CO(g) ΔH1=-222 kJ/mol
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) ΔH2=-242 kJ/mol
Ⅲ.C(石墨,s)+O2(g)═CO2(g) ΔH3=-394kJ/mol
①25℃、101 kPa 下CO與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H2的熱化學(xué)方程式為 CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)ΔH=-162kJ/molCO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)ΔH=-162kJ/mol。
②根據(jù)反應(yīng)I、II、III,下列說法正確的是 aa (填選項字母)。
a.由反應(yīng)II可以推知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) ΔH4,則ΔH4小于ΔH2
b.反應(yīng)III的反應(yīng)熱等于O2分子中化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量與CO2分子中化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量的差
c.如圖可表示反應(yīng)I的反應(yīng)過程和能量的關(guān)系
。
1
2
【考點】反應(yīng)熱和焓變.
【答案】3.5:5;-71.4kJ/mol;CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)ΔH=-162kJ/mol;a
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:14引用:2難度:0.5