Question

17．合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破，其反應(yīng)原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），一種工業(yè)合成氨，進(jìn)而合成尿素的簡易流程圖如下：

（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，對于以上兩個反應(yīng)，能加快反應(yīng)速率的是ac．
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)常用氨水作吸收液吸收，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(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄HS+O₂ $\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2NH₃．H₂O+2S↓，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為S．
（3）為減小CO₂對環(huán)境的影響，在限制其排放量的同時，應(yīng)加強對CO₂創(chuàng)新利用的研究．
①如將CO₂與H₂ 以1：3的體積比混合． 適當(dāng)條件下合成某烴和水，該烴是B（填序號）．
A．烷烴    　　  B．烯烴    　　 C．苯
②如將CO₂與H₂ 以1：4的體積比混合，在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH₄．
已知：CH₄ （g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.8kJ/mol
則CO₂（g）與H₂（g）反應(yīng)生成CH₄（g）與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄ （g）+2H₂O（l）△H=-252.9 kJ/mol．
③已知CaCO₃和BaCO₃均為難溶于水的沉淀，某同學(xué)欲用沉淀法測定含有較高濃度CO₂的空氣中CO₂的含量，經(jīng)查得Ca（OH）₂和 Ba（OH）₂在20℃時的溶解度（S）數(shù)據(jù)如下：Ca（OH）₂：0.16g； Ba（OH）₂：3.89g
則吸收CO₂最合適的試劑是Ba（OH）₂（填“Ca（OH）₂”或“Ba（OH）₂”）溶液，實驗時除需要測定工業(yè)廢氣的體積（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）外，還需要測定BaCO₃的質(zhì)量．
（4）已知CO₂+2NH₃$\stackrel{一定條件}{→}$CO（NH₂）₂+H₂O，若合成尿素CO（NH₂）₂的流程中轉(zhuǎn)化率為80%時，100噸甲烷為原料能夠合成400噸尿素．

Answer 1

分析 （1）升高溫度、增大濃度、增大壓強、加催化劑增大速率，降低溫度、減小濃度或降低壓強減小速率；
（2）一定條件下NH₄HS與氧氣反應(yīng)生成S和NH₃．H₂O，S元素的化合價升高被氧化；
（3）①根據(jù)原子守恒判斷該烴的最簡式；
②根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計算；
③碳酸鈣與碳酸鋇的溶度積形成不大，用沉淀法測定含有較高濃度CO₂的空氣中CO₂的含量，故吸收二氧化碳的吸水劑溶解度應(yīng)該較大，若溶解性減小，會導(dǎo)致二氧化碳吸收不完全；通過沉淀法測定廢氣中二氧化碳的含量，二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量可以確定二氧化碳的體積；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式，利用元素守恒，可計算出尿素的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可知，升高溫度和加入催化劑都可以增加反應(yīng)速率，充入氦氣各物質(zhì)的濃度沒變，所以反應(yīng)速率不變，減小壓強反應(yīng)速率減小，
故選ac；
（2）一定條件下NH₄HS與氧氣反應(yīng)生成S和NH₃．H₂O，根據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為：2NH₄HS+O₂ $\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2NH₃．H₂O+2S↓，S元素的化合價升高被氧化，則生成物S是氧化產(chǎn)物；
故答案為：2NH₄HS+O₂ $\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2NH₃．H₂O+2S↓；S；
（3）①設(shè)CO₂與H₂ 的物質(zhì)的量分別為1mol、3mol，根據(jù)O原子守恒可知生成H₂O為2mol，故生成的烴中C原子與H原子的物質(zhì)的量之比為1mol：（3mol×2-2mol×2）=1：2，故該烴的最簡式為CH₂，符合烯烴的通式，
故答案為：B；
②已知：①CH₄ （g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.8kJ/mol
由蓋斯定律，②×4-①得CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄ （g）+2H₂O（l）△H=-252.9 kJ/mol
故答案為：CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄ （g）+2H₂O（l）△H=-252.9 kJ/mol；
③碳酸鈣與碳酸鋇的溶度積形成不大，用沉淀法測定含有較高濃度CO₂的空氣中CO₂的含量，故吸收二氧化碳的吸水劑溶解度應(yīng)該較大，若溶解性減小，會導(dǎo)致二氧化碳吸收不完全，故選擇氫氧化鋇吸收二氧化碳，
通過沉淀法測定廢氣中二氧化碳的含量，二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量可以確定二氧化碳的體積，實驗時除需要測定工業(yè)廢氣的體積外，還需要測碳酸鋇的質(zhì)量，
故答案為：Ba（OH）₂，BaCO₃的質(zhì)量．
（4）根據(jù)化學(xué)方程式CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g） 和 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），及元素守恒可知CH₄～4H₂～$\frac{8}{3}$NH₃～$\frac{4}{3}$CO（NH₂）₂，
根據(jù)    CH₄～4H₂～$\frac{8}{3}$NH₃ ～$\frac{4}{3}$CO（NH₂）₂
　　    16　　　　　　　　　 　80
　　100t×80% xt
x=$\frac{80×100×80%}{16}$t=400t
故答案為：400．

點評 本題綜合性較大，涉及反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用和熱化學(xué)方程式書寫、沉淀轉(zhuǎn)化、有關(guān)方程式的計算等，是對知識的綜合應(yīng)用，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力和計算能力．