Question

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，一种工业合成氨，进而合成尿素的的简易流程图如下：

(1)步骤II中制氢气原理如下：

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

恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是_____________。

a. 升高温度 b. 充入He c. 加入催化剂 d. 降低压强

(2)天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS，一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式为______________。

(3)CO₂和H₂在高温、高压、催化剂条件下可合成CH₃CH₂OH，反应的化学方程式_________________________________。以CH₃CH₂OH、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成然料电池，该电池中负极上的电极反应式是：_________________________。

(4)已知尿素的结构简式为，请写出尿素的同分异构体中含有离子键的化学式_________。

(5)已知CO₂＋ 2NH₃CO(NH₂)₂＋ H₂O，若合成尿素的流程中转化率为80%时，100吨甲烷为原料能够合成__________吨尿素。

Answer

ac 2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓ 2CO2＋6H2CH3CH2OH＋3H2O CH3CH2OH－12e－＋16OH－= 2CO32－＋11 H2O NH4OCN 300

【解析】

(1)改变外界条件可以使化学反应速率增大，如升高温度、增大压强、增大物质的浓度、使用催化剂等都可以使反应速率增大，故选ac。故答案为：ac；

(2)向NH4HS溶液中通入空气即与空气中的氧气反应，被氧气氧化为单质硫，吸收液再生即又可以得到氨水，反应物和产物都有，再根据氧化还原反应中得失电子守恒即可得到反应的化学方程式为：2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓；故答案为：2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓；

(3)CO2和H2在高温、高压、催化剂条件下可合成CH3CH2OH，反应的化学方程式：2CO2＋6H2CH3CH2OH＋3H2O ；

在CH3CH2OH、空气、氢氧化钾溶液的燃料电池中，CH3CH2OH被氧气氧化失去电子在负极上发生反应，但是由于电解质溶液是碱性的，所以在电极上得到的产物为CO32－。负极上的反应为：CH3CH2OH－12e－＋16OH－= 2CO32－＋11 H2O；

故答案为：2CO2＋6H2CH3CH2OH＋3H2O ；CH3CH2OH－12e－＋16OH－= 2CO32－＋11 H2O；

(4) 尿素中含有N元素，N元素形成的离子有NH4+或NO3—，在本物质中含有H原子数较多，O原子数较少，故只能形成铵盐，尿素的同分异构体中含有离子键的化学式：NH4OCN；故答案为：NH4OCN；

(5)根据原子守恒法得到：

，则m= =300t。

故答案为：300。