Question

合成氨是人類科學技術(shù)上的一項重大突破，其反應原理為：N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)，一種工業(yè)合成氨，進而合成尿素的的簡易流程圖如下：

 

(1)步驟II中制氫氣原理如下：

CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)   CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)

恒容容器中，對于以上反應，能加快反應速率的是                。

a. 升高溫度  b. 充入He   c. 加入催化劑   d. 降低壓強

 (2)天然氣中的H₂S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH₄HS，一定條件下向NH₄HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應的化學方程式為                  。

 (3)CO₂和H₂在高溫、高壓、催化劑條件下可合成CH₃CH₂OH，反應的化學方程式

_________________________________。以CH₃CH₂OH、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成然料電池，該電池中負極上的電極反應式是：_________________________。

 (4)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為H₂N－－NH₂，請寫出尿素的同分異構(gòu)體中含有離子鍵的化學式                         。

(5)已知CO₂＋ 2NH₃             CO(NH₂)₂ ＋ H₂O，若合成尿素的流程中轉(zhuǎn)化率為80%時，100噸甲烷為原料能夠合成        噸尿素。

Answer 1

【知識點】化學反應速率，原電池原理，化學方程式的書寫，化學計算

【答案解析】(1)ac         (2) 2NH₄HS＋O₂   2NH₃.H₂O＋2S↓  

 (3) 2CO₂＋6H₂               CH₃CH₂OH ＋3H₂O

CH₃CH₂OH－12e^－＋16OH^－=== 2CO₃^2－＋11 H₂O      (4)NH₄OCN      (5) 300

    解析：(1)改變外界條件可以使化學反應速率增大，如升高溫度、增大壓強、增大物質(zhì)的濃度、使用催化劑等都可以使反應速率增大，故選ac。

(2)向NH₄HS溶液中通入空氣即與空氣中的氧氣反應，被氧氣氧化為單質(zhì)硫，吸收液再生即又可以得到氨水，反應物和產(chǎn)物都有，再根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒即可得到反應的化學方程式為：2NH₄HS＋O₂   2NH₃.H₂O＋2S↓

(3)在CH₃CH₂OH、空氣、氫氧化鉀溶液的燃料電池中，CH₃CH₂OH被氧氣氧化失去電子在負極上發(fā)生反應，但是由于電解質(zhì)溶液是堿性的，所以在電極上得到的產(chǎn)物為CO₃^2－。

(4) 尿素中含有N元素，N元素形成的離子有NH₄⁺或NO₃^—，在本物質(zhì)中含有H原子數(shù)較多，O原子數(shù)較少，故只能形成銨鹽。

 (5)根據(jù)原子守恒法得到： 100*(12/16)*80%*5=300

【思路點撥】本題以尿素的合成為載體，考查了影響化學反應速率的條件，原電池中電極反應的書寫，一些不常見的化學反應的書寫把握住反應的原理是解題的關(guān)鍵，在計算中化學方法的選擇是非常重要的，此題綜合性很強，難度較大。