Question

以焦炭为原料的制氨流程示意如下：I．“精制”过程是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含

以焦炭为原料的制氨流程示意如下：I．“精制”过程是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨（化学式为[Cu （NH3）2]Ac）溶液，以获得纯净原料气．其中，吸收CO的反应为：CO+[Cu （NH3）2]Ac+NH3?H2O?[Cu （NH3）3CO]Ac+H2O△H＜0．（1）为提高CO吸收率，可采取的一项措施是______．（2）除去氧气时，氧气将[Cu（NH3）2]Ac氧化为[Cu（NH3）4]Ac2，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是______．II．“造气”过程中．其中，焦炭与水蒸气在反应体系中将发生如下四个反应：C（s）+2H2O（g）?CO2（g）+2H2（g）△H1=+90.2kJ?mol-1C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H2=+131.4kJ?mol-1CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3C（s）+2H2（g）?CH4（g）△H4该体系中，一些物质的平衡组成与温度的关系图如图所示．（3）由图可知，若采用焦炭与水蒸气反应来获得优质的水煤气，工业生产中应尽量使焦炭和水蒸气在______（填“高温”、“低温”或“常温”）条件下进行．（4）△H3=______．（5）下表为碳与氢气合成甲烷的相关数据：温度（℃）6008001000平衡常数3.2×100-1461.0×10-20701.0×10-20000①△H4______0（填“＞”、“＜”或“=”）．②预测1000℃，焦炭与水蒸气反应体系中甲烷的含量______．A．几乎为0 B．与CO浓度相当 C．无法确定．

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

Answer 1

（1）可逆反应CO+[Cu （NH₃）₂]Ac+NH₃?H₂O?[Cu （NH₃）₃CO]Ac+H₂O△H＜0向右进行，可提高CO吸收率，此反应正反应为气体体积减小的、放热反应，故降低温度、增大压强平衡正向移动；
故答案为：降低温度、增大压强；
（2）氧气将[Cu（NH₃）₂]Ac氧化为[Cu（NH₃）₄]Ac₂，Cu由+1价升高到+2价，1molCu失去1mol电子，O的价态由0降到-2价，1mol氧气得到4mol电子，根据得失电子数相等，1mol氧气能氧化4mol[Cu（NH₃）₂]Ac；
故答案为：4：1；
（3）从图中可以看出温度越低CO₂和水蒸气的含量越多，温度越高H₂、CO的含量越高，为得到优质水煤气，应该保持高温生产；
故答案为：高温；
（4）C（s）+2H₂O（g）?CO₂（g）+2H₂ （g）△H₁=+90.2kJ?mol^-1  ①
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g）△H₂=+131.4kJ?mol^-1          ②
由①-②得到CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃，
根据盖斯定律△H₃=△H₁+△H₂=（+90.2kJ?mol^-1 ）-（+131.4kJ?mol^-1 ）=-41.2kJ?mol^-1；
故答案为：-41.2kJ?mol^-1；
（5）①C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）△H₄随着温度的升高，平衡常数减小，说明升温平衡逆向移动，故正反应是放热过程，故△H₄＜0；
②C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）△H₄在1000℃时，平衡常数为1.0×10^-20000，所以甲烷的浓度几乎为零．
故答案为：＜；A．