题目内容

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：

①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g) +6H2O(l)  △H＜0
②2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)  △H＜0
③3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l) +NO(g)  △H＜0
⑴能使吸收塔内反应速率增大，且能提高HNO3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O2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 O2，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＋O2＝2NO2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/cm3）。假设工业生产硝酸过程中，通过循环操作可以使NH3、O2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）
⑴BC  ⑵16（每空2分，共4分）
⑶①14 mol/L                                                         （3分）
②每小时生成的硝酸的质量m(HNO3)=" 20" t×63％="12.6" t
根据总化学方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O
每小时生成水m(H2O)1=" 12.6" t×18/63="3.6" t
生成的硝酸中所含水的质量m(H2O)=" 20" t－12.6 t="7.4" t
每小时从吸收塔淋下的水的质量m(H2O)2=" 7.4" t －3.6 t="3.8" t              （3分）
略
练习册系列答案
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(13分)安徽繁昌矿产资源十分丰富，其中峨山镇的随山主产辉铜矿。辉铜矿石主要含有硫化亚铜（Cu2S)、脉石（SiO2)和少量的银。孙村富铁矿业开发集团采用现代湿法炼铜工艺，用酸浸法从矿石中提取铜，其主要工艺流程图如下：

(1)矿泥的主要成分是______.
(2) 反应1中发生的离子方程式是______.
(3) 第一次萃取实验结束时，发现水层1的颜色仍然较蓝，接下来的操作是______
(4) 反萃取剂的作用是______。
(5) 反应2是用惰性电极电解水层2，写出阳极发生的反应方程式__________________
(6) 传统的湿法炼铜工艺是：粉碎矿石，先高温灼烧，加酸溶解产物，然后加人铁屑进一步得到铜。请评价两种工艺的优缺点________________________   
(15分)
硫酸工厂排放的尾气中，含少量的二氧化硫。为防止污染大气，在排放前必需进行尾气处理并设法进行综合利用。
⑴硫酸工厂排放尾气中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸处理。
①写出上述过程的化学反应方程式：                         ，                    
②请说出这种尾气处理方法的优点（说出两点即可）          
③若某硫酸厂每天排放的1万米3。（标准状况）尾气中含0.2%（体积百分数）的SO2，通过上述方法处理，理论上需生石灰           kg。
⑵近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法，该方法：第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO­2，第二步是加热吸收溶液，可得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。
这种尾气处理方法与（1）相比的优点是                               。
⑶某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将所得的Na2SO3溶液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法；其中阴阳膜组合循环再生机理如图，a、b离子交换膜将电解槽分为三个。区域，电极材料为石墨。 

①图中a表示          离子交换膜（填“阴”或“阳”）。A—E分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸，则A表示   ，E表示            。
②阳极的电极反应式为                    。
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：
（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)；△H= +180.5kJ/mol
           N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；△H= －92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ；△H= －483.6kJ/mol
氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气反应的热化学方程式为              。
（2）在容积固定的密闭容器中发生上述氨气的催化氧化反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：
时间／浓度
c(NH3)(mol/L)
C(O2)(mol/L)
C(NO)(mol/L)
起始
    0.8
    1.6
    0
第2min
    0.6
    a
    0.2
第4min
    0.3
    0.975
    0.5
第6min
    0.3
    0.975
    0.5
第8min
    0.54
    0.9
    0.56
①起始时物料比c (O2)：c (NH3)＞1.25，其原因是                                。
②反应在第2min到第4min时O2的平均反应速率为                        ；
③反应在第2min改变了反应条件，改变的条件可能是                          或
                          
④若反应在第6min后仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是           
                                                                   。
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸。
（1）写出燃烧黄铁矿的化学方程式                              。
（2）接触室中发生反应的化学方程式是                               。
（3）判断下列说法正确的是(选填序号字母)                。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫而不用水的原因是是             。
（5）吸收塔排出的尾气可以用两种方法处理：
方法①：先用氨水吸收，再用浓硫酸处理。用浓硫酸处理的主要目的是        ；
方法②：先用含一定水的亚硫酸钠吸收后再加热处理，也可达到与方法①相同的目的。为了实现节能减排，其所需能量可以由        提供。与方法①相比，方法②的优点是         。
（6）SO2 既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2 吸收Br2的离子方程式是                          。
（14分） 硫酸是工业生产中一种重要的化工产品，我国工业生产硫酸的主要方法是接触法，主要原料为黄铁矿，请回答下列问题：
（1）已知煅烧黄铁矿的化学方程式为   4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2
该反应中氧化剂和氧化产物之比为              ；标准状态下得到4.48升SO2 时，一共转移了        mol e－。（每空3分）
（2）已知温度、压强对SO2平衡转化率的影响如下表所示：根据上表回答，SO2转化到SO3的
最佳反应条件是         。（每空2分）
A．400－500℃ 0.1 MPaB．400℃10 MPa
C．500℃10 MPaD．400－500℃1 MPa
（3）在一定条件下，1mol SO2完全转化成SO3气体时放出热量为Q1 KJ，写出该反应的热化学方程式：                                    。若在该条件下将2 mol SO2放入一定容积的密闭容器中，一段时间后测得反应放出热量为Q2 KJ，则此时SO2的转化率为             （用含Q1、Q2代数式表示）。（每空2分）
（4）市售浓硫酸的密度是1.84 g / cm3、质量分数为98 % ，若用H2SO4· XH2O来表示这种浓硫酸，则X为          。（每空2分）
农作物生长不仅需要阳光、空气和水，还需要多种化学元素。当植物缺乏N元素时，表现为植株生长缓慢、叶色发黄，严重时叶片脱落直至死亡。
（1）下列可作氮肥的化合物是            ，其中含N量最高的是          。
A．硫酸铵B．磷酸二氢钙C．硫酸钾D．尿素
（2）氮肥的制备，首先涉及氨的合成，请填写下列合成氨工艺流程图中的设备名称：

A                      B                         
（3）某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备（NH4）2SO4的工艺流程：

①沉淀池中发生的主要反应方程式是                       ；
②在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是          ，可以循环使用的X是    ；
③从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是           。
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%
用接触法制5t98%的浓硫酸，在理论上需要含FeS2 70%（杂质不含硫元素）的硫铁矿为（   ）
A．86tB．8.6tC．4.3tD．43t

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