下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
15.脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是 。
常温下,Fe(OH)3在水中达到溶解平衡时,c(Fe3+)= mol·L-1。(已
知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
16.脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是 。
A.Cl2
B.H2O2
C.KMnO4
D.O3
17.流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有 (填化学式)。
18.合成氨反应的化学方程式为:
原料气中V(N2):V(H2)=1:3。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如图所示。A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是 (用“>”、“<”或“=”表示)。A点H2的平衡转化率为 。
19.工业上合成氨通常在反应未达到平衡时就将反应混合物移出合成塔,原因是 。
3H2S+2 Fe(OH)3=Fe2S3 +6 H2O 2.6×10-18
根据图信息脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3与H2S反应生成Fe2S3 和H2O即:3H2S+2 Fe(OH)3=Fe2S3 +6 H2O; 常温下已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39 ,Fe(OH)3在水中达到溶解平衡时,其Fe(OH)3溶解平衡为Fe(OH)3(s) Fe3+ +3OH-,H2OH+ +OH-,PH=7,其c(H+ )=c(OH-)=10-7 mol/L;Ksp=c(Fe3+ )×c3(OH-),c(Fe3+ )=
根据图信息脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3与H2S反应生成Fe2S3 和H2O即:3H2S+2 Fe(OH)3=Fe2S3 +6 H2O; 常温下已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39 ,Fe(OH)3在水中达到溶解平衡时,其Fe(OH)3溶解平衡为Fe(OH)3(s) Fe3+ +3OH-,H2OH+ +OH-,纯水中PH=7,其c(H+ )=c(OH-)=10-7 mol/L;Ksp=c(Fe3+ )×c3(OH-)可求出c(Fe3+ );
溶解平衡常数的应用及计算、化学平衡常数的影响、氧化还原反应的计算;
3︰2 B D
据图信息脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫反应方程式为:2Fe2S3 +3O2 +6H2O==6S + 4Fe(OH)3 ;可求出氧化剂与还原剂的物质的量之比;另选适宜试剂作此反应的氧化剂,原则是不引入新的杂质,因此可以是B.H2O2 和 D.O3
据图信息脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫反应方程式为:2Fe2S3 +3O2 +6H2O==6S + 4Fe(OH)3 ;可求出氧化剂与还原剂的物质的量之比等于计量数之比即为n(O2):n(Fe2S3)=3:2;另选适宜试剂作此反应的氧化剂,原则是不引入新的杂质,因此可以是B.H2O2 和 D.O3 故答案为BD
溶解平衡常数的应用及计算、化学平衡常数的影响、氧化还原反应的计算;
N2 和H2
合成氨气的反应为可逆反应,不能完全转化;因此可循环使用。
合成氨气的反应为可逆反应,不能完全转化;因此可循环使用。故答案为:3:2 ;N2和H2
溶解平衡常数的应用及计算、化学平衡常数的影响、氧化还原反应的计算;
KA>KB =KC 66.7%
合成氨反应N2 +3H2 2NH3 ,据图可知,恒压时温度越低氨的含量越高,则此反应为放热反应,对于此反应平衡常数只与温度有关,B、C点温度相同,即KB =KC ,A点温度更低,平衡向正向进行,即KA>KB =KC,利用化学平衡的三步分析法。可求A点时:n%=50%
n%=V%= ×100%=50%,x=2/3V;
H2的转化率== ×100%=66.7% ,故答案为KA>KB =KC ;66.7%
合成氨反应N2 +3H2 2NH3 ,据图可知,恒压时温度越低氨的含量越高,则此反
应为放热反应,对于此反应平衡常数只与温度有关,B、C点温度相同,即KB =KC ,A点温度更低,平衡向正向进行,即KA>KB =KC,利用化学平衡的三步分析法。可求A点时:n%=50%
H2的转化率=即可求出。
溶解平衡常数的应用及计算、化学平衡常数的影响、氧化还原反应的计算;
能提高单位时间氨产量(或提高生产效率)
工业上合成氨通常在反应未达到平衡时就将反应混合物移出合成塔,其原因为提高单位时间内氨气的生成速率,即提高生产效率,使生产效益最高。故答案为能提高单位时间氨产量(或提高生产效率)
工业上合成氨通常在反应未达到平衡时就将反应混合物移出合成塔,其原因为提高单位时间内氨气的生成速率,即提高生产效率,使生产效益最高。
溶解平衡常数的应用及计算、化学平衡常数的影响、氧化还原反应的计算;