Question

（8分）水煤氣不僅是合成氨的原料氣也是合成烴及其化工產品的原料。
（1）直接水煤氣燃料電池中，通CO、H₂的極為電池的    極（選填：“正”，“負”）。
（2）水煤氣變換反應：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)  △H ＜ 0，下列措施能提高反應速率的有    （不定項選擇）。
a.升高溫度      b.加入催化劑    c.增大壓強        d.降低濃度
（3）H₂和N₂在催化劑、高溫高壓條件下合成氨的化學方程式為    。
（4）氨氣的水溶液可用于吸收煙道氣中的二氧化硫，該反應的化學方程式為    。
（5）將標準狀況下582.4L合成氣（已知：n(CO)∶n(H₂)=4∶9）通入合成塔，一定條件下可發生2CO(g)+ 4H₂(g) → CH₂=CH₂(g)+2H₂O(g)；CO(g)+3H₂→CH₄(g)+H₂O(g)，充分反應后，經測定產品中只有甲烷、乙烯和水蒸氣（假定CO和H₂均無剩余），試計算逸出的氣體中乙烯的物質的量（列出計算過程）。

Answer 1

（1）負 （2）abc  （3）N₂ + 3H₂ 2NH₃
（4）SO₂ + 2NH₃ +H₂O = (NH₄)₂SO₃ [或SO₂ + NH₃ +H₂O = NH₄HSO₃]
（5）依據題意：n(CO) +n(H₂)= =26mol
n(CO)=26mol×4/(4+9)=8mol,n(H₂)=26mol－8mol=18mol
由方程式：2CO(g)+ 4H₂(g)→C₂H₄(g)+2H₂O(g)和CO(g)+ 3H₂(g) → CH₄(g)+ H₂O(g)
n(CH₄)+2n(C₂H₄)="8mol" , 3n(CH₄)+4n(C₂H₄)=18mol，解得n(C₂H₄)=3mol。

解析試題分析：⑴在水煤氣燃料電池中，還原劑CO、H₂作電池的負極；
⑵通常升溫、加壓、增大濃度、加入催化劑等能加快反應速率；
⑶H₂和N₂在催化劑、高溫高壓條件下化合成氨：N₂ + 3H₂ 2NH₃（注意該反應為可逆反應）；
⑷氨氣的水溶液吸收二氧化硫可能產生(NH₄)₂SO₃或NH₄HSO₃；
⑸詳見參考答案。
考點：考查原電池、反應速率的影響因素、化學方程式的書寫與化學計算。