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某合成氨工厂测得进入合成塔中N2和H2混合气体的平均相对分子质量为12.4,从合成塔中出来的混合气体的平均相对分子质量为15.5。求该合成氨厂N2的转化率为( )
A.25%
B.33%
C.50%
D.66.6%
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A
略
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(20分)
(I)多项选择题(6分)
下列关于水处理的说法正确的是
。
A.FeSO
4
·7H
2
O是常用的混凝剂,它除去悬浮固体颗粒的过程只是物理过程
B.用纯碱和生石灰处理硬水,既可以除去暂时硬度,也可以除去永久硬度
C.永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化,其主要就是利用了离子交换膜技术
D.污水处理中的三级处理是采用化学方法,对污水进行深度处理和净化
E.电
渗析法是一种常用的海水淡化的方法,使用到的离子交换膜只有阳离子交换膜
(II)(14分)
下列是工业合成氨的简要流程示意图:
请回答下列问题:
(1)H
2
通常用碳氢化合物与水反应,写出有关的反应方程式
,从冷凝器回流到压缩机中的X是
。
(2)比较工业上合成氨和SO
2
的催化氧化反应,其生产条件有哪些异同,并解释原因
。
(3)将N
2
、H
2
按体积比1∶3进入合成塔,从合成塔出来的混合气中,氨的体积分数为15%,则H
2
的体积分数为______________。
(4)NH
3
的用途之一是制造化肥,但在化肥的使用过程中要注意铵态氮肥不可以和草木灰混用,解释其原因
。
(5)NH
3
是一种重要的化工原料,除了制造化肥之外,再列举出两种NH
3
的用途
。
右图为工业制备硝酸的设备示意图,其生产过程中发生的反应主要有:
①4NH
3
(g)+5O
2
(g)
4NO(g) +6H
2
O(l) △H<0
②2NO(g)+O
2
(g)
2NO
2
(g) △H<0
③3NO
2
(g)+H
2
O(l)
2HNO
3
(l) +NO(g) △H<0
⑴能使吸收塔内反应速率增大,且能提高HNO
3
产率的措施是
▲
。
A.适当升高温度
B.适当增大吸收塔内的压强
C.增大空气中O
2
的浓度
D.吸收塔内填充瓷环,增大气液接触面
⑵在2L密闭容器内充入0.50 mol NO和0.25 mol O
2
,维持反应温度为800℃,当反应达到平衡时,NO的转化率为50%。则800℃时反应2NO+O
2
=2NO
2
的平衡常数K=
▲
。
⑶某工厂每套设备每小时可生产20 t 63%的硝酸(密度为1.4 g/c
m
3
)。假设工业生产硝酸过程中,通过循环操作可以使NH
3
、O
2
得以完全利用。
回答下列问题:
①该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是
▲
。
②每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨?(写出计算过程)
已知工业制氢气的反应为CO(g) + H
2
O(g)
CO
2
(g) + H
2
(g),反应过程中能量变化如右图所示。在500 ℃时的平衡常数 K = 9。若在2 L的密闭容器中CO和水蒸气的起始浓度都是0.1 mol/L,10 min时达到平衡状态。
(1)增加H
2
O(g)的浓度,CO的转化率将
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)平衡常数的表达式K =
。400 ℃时的平衡常数K
9(填“>”“<”或”“=”)。
(3)500 ℃时,10 min内v(H
2
O)=
,在此过程中体系的能量将
(填“增加”或“减少”)
kJ。
(4)已知 2H
2
(g) + O
2
(g) = 2H
2
O (g) ΔH=-484 kJ/mol
结合上图写出CO完全燃烧生成CO
2
的热化学方程式:
。
纯碱(
Na
2
CO
3
)在工业生产和生活中有重要应用,其实验室制法和工业制法如下:
【实验室制备纯碱】
(1)将饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度为30—35℃
(2)搅拌下分批加入研细的NH
4
HCO
3
固体,加料完毕,保温30分钟
(3)静置、过滤得NaHCO
3
晶体
(4)用少量蒸馏水洗涤、抽干
(5)将所得固体转入蒸发皿中灼烧得
Na
2
CO
3
固体
问题:
①反应将温度需控制在30—35℃,通常采取的加热方法为
;控制该温度的原因是
;
②静置后只析出NaHCO
3
晶体的原因是
。
【工业制备纯碱】
③沉淀池中反应的离子方程式为
;
④循环(I)、 循环(Ⅱ)中物质的化学式分别为
。
两种制备纯碱的方法中,共同涉及的化学反应方程式为
。
(8分)碘化钠是无色立方晶体或白色结晶性粉末,具有还原性,可被一般氧化剂氧化。在医药上用作祛痰剂和利尿剂。也可用作照相胶片感光剂,碘的助溶剂。工业上用铁屑还原法来制备碘化钠,同时可得到副产品,该副产品常用作红色油漆和涂料。工艺流程如下:
(1)反应①的还原产物为
;反应②中的氧化剂是
。
(2)判断反应①中的碘是否已完全转化的具体操作方法是
。
(3)反应②的离子方程式为
;
(4)将滤液浓缩、冷却、分离、干燥和包装过程中,都需要注意的问题是
。
(共6分)瑞典皇家
科学院宣布,将2007年诺贝尔化学奖授予德国马普学会弗里茨-哈伯(Fritz-Haber)研究所的格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl)教授,以表彰他在固体表面化学过程研究领域作出的开拓性成就。合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe
2
O
3
。
(1)某FeO、Fe
2
O
3
混合物中,铁、氧的物质的量之比为4:5,其中Fe
2+
与Fe
3+
物质的量之比为_________。
(2)当催化剂中Fe
2+
与Fe
3+
物质的量之比为1:2时,其催化活性最高,此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为_________(用小数表示)。
(3)以Fe
2
O
3
为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量碳粉,发生如下反应:
2Fe
2
O
3
+C
=4FeO +CO
2
↑,为制得这种催化活性最高的催化剂,应向480g Fe
2
O
3
粉末中加入碳粉的质量为_________ g。
乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业发展水平的标志,为了增加乙烯的产量,在石油加工时采用的措施是( )
A.减压分馏
B.干馏
C.裂解
D.催化裂化
采用循环操作可提高原料的利用率,下列工业生产中,采用循环操作的是( )
①硫酸工业 ②合成氨工业 ③硝酸工业
A.②③
B.①②
C.①③
D.①②③
关 闭
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