题目内容

随着世界粮食需求量的增加，农业对化学肥料的需求越越大。氮肥是需求最大的一种化肥。氮肥的生产和合理施用在农业生产中起着重大作用。合成氨及化肥生产流程示意图如下：

（1）目前，工业上用铁触媒作催化剂，在20～50 MPa、450℃左右用氮、氢混合气体在
        中进行合成氨。则沿X方向回去的物质是         。  
（2）在侯氏制碱法中，从沉淀池中得到的母液要通人氨气、降温并加入        （填化学式），目的是                。
（3）沉淀池中的化学方程式是          。
（4）工业上将氨催化氧化可制硝酸。在硝酸生产中，催化剂铂网在氨的催化氧化反应中起的作 用是       。硝酸工业尾气对环境污染严重，若在催化剂存在下用甲烷将其中的一氧化氮还原为对空气无污染的物质，其反应的化学方程式为                          。


（1）（2分）合成塔（1分）；H2、N2（1分）
（2）(2分)NaCl （1分）；使氯化铵逐步从母液中结晶析出（1分）
（3）（2分）NH3 + CO2 + H2O +NaCl = NH4Cl + NaHCO3↓
（4）（2分）加快反应速率同时决定了氧化产物是一氧化氮（1分）；
CH4 + 4NO 2N2 + CO2 + 2H2O （1分）

解析试题分析：（1）氮气和氢气的反应在合成塔中进行，因为合成氨反应为可逆反应，反应后化合物中含有一定量的的氮气和氢气 ，分离后再作为原料进行循环利用。
（2）加入氯化钠，利用同离子效应，降低氯化铵的溶解度，使氯化铵结晶析出。
（3）根据流程图和题目所给信息，可知反应物有NH3、CO2、H2O、NaCl，产物为NH4Cl 和 NaHCO3，进而可写出化学方程式。
（4）催化剂的作用为加快化学反应速率，同时生成NO；根据化合价的变化，甲烷将其中的一氧化氮还原为对空气无污染的物质，生成N2、CO2、H2O ，配平可得化学方程式。
考点：本题考查化学工艺流程、化学方程式的书写及催化剂的作用。

练习册系列答案
相关题目

为了探究三种气态氧化物(SO2、NO2、CO2)的性质，某同学设计了一组实验：
实验一：探究三种气体在水中的溶解性，用三支相同的试管收集满三种气体，倒置在盛满水的烧杯中，一段时间后，观察到的现象如图A、B、C所示。

（1）在相同条件下，三种气体在水中溶解度最大的是________（写化学式）写出A烧杯中发生反应的化学方程式：____                       。如果在三只烧杯中分别滴几滴紫色石蕊试液，可观察到的现象是_____________________          。
实验二：用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量O2或Cl2，如图D、E、F所示。一段时间后，D、E装置的集气瓶中充满溶液，F装置的集气瓶中还有气体剩余。

（2）实验二中装置D的集气瓶最终充满溶液(假设瓶内液体不扩散)：
①写出装置D中总反应的化学方程式：
_______________________________________________。
②假设该实验条件下，气体摩尔体积为a L·mol－1。则装置D的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为____________________。
（3） 写出实验F通入氧气后，发生反应的化学方程式：____________________________。
（4）溶液充满集气瓶后，在E装置的水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为________，用有关的离子方程式解释原因：________________________。

研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义。
⑴一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________(填字母)。
a.体系压强保持不变                b.混合气体颜色保持不变
c.体系中SO3的体积分数保持不变    d.每消耗1 mol SO2的同时生成1 mol NO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝________。
⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为________(写出一种即可)。
⑶右图是MCFC燃料电池，它是以水煤气(CO、H2)为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。A为电池的________(填“正”或“负”)极，写出B极电极反应式：________________________。

⑷工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。
已知：NO不能与Na2CO3溶液反应。
NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2
2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则混合气体中NO和NO2的体积比为
____________。
②用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是____________。

硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意如下：          

（1）焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
（2）过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备，制备Cl2的化学方程式是    。
（3）整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸，反应的化学方程式是     。
②干燥Cl2时，从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是    。
（4）Zn还原SiCl4的反应如下：
反应1： 400℃～756℃ ，SiCl4(g) + 2Zn(l)  Si(s) + 2ZnCl2(l)   ΔH1 <0 
反应2：  756℃～907℃ ，SiCl4(g) + 2Zn(l)  Si(s) + 2ZnCl2(g)  ΔH2 <0 
反应3：  907℃～1410℃，SiCl4(g) + 2Zn(g)  Si(s) + 2ZnCl2(g)  ΔH3 <0 
① 对于上述三个反应，下列说法合理的是_____。
a．升高温度会提高SiCl4的转化率      b．还原过程需在无氧的气氛中进行
c．增大压强能提高反应的速率         d．Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”，选择的理由是    。
③ 已知Zn(l)=Zn(g)  ΔH =" +116" KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%，每投入1mol SiCl4，“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
（5）用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2，最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程     。

氮元素在自然界中广泛存在，回答以下有关氮及其化合物的相关问题。
（1）氮元素是较活泼的非金属元素，但N2却不活泼，其原因是                     。下列用途中，利用了N2不活泼性质的是           
①用于合成氨气  ②金属焊接时的保护气 ③保护食品 ④和氩气混合填充灯泡
⑤以氮气为原料制硝酸
（2）肼（N2H4）常用作火箭燃料，发生的反应是： N2O4(l) + 2N2H4(l)="==3" N2(g)+4H2O(g)
已知N2H4的结构可看做NH3中一个H被-NH2所替代，则N2H4分子中所有原子是否在同一平面内              （填“是”或“否”）。当该反应中有NA个N-H键断裂时，形成的π键有        mol。
（3）某化肥厂用以下流程制备硝酸铵：

上述过程中制硝酸所用去氨的质量占整个流程消耗氨质量的          %。

（12分）空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法，适合从低浓度含溴溶液中提取溴。

（1）NaBr的电子式是     。
（2）反应①是将Br—转化为Br2，反应①的离子方程式是     。
（3）通入空气吹出Br2，并用Na2CO3吸收的目的是     。   
（4）反应②的化学方程式是     。
（5）反应③中每生成3 mol Br2，转移电子的物质的量是     mol。  
（6）为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中      （填字母）。
a．通入HBrb．加入NaBr溶液    c．加入Na2CO3溶液  d．加入Na2SO3溶液

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）已知：（已折算为标况下）SO3气体与H2O化合时放出的热量为       （保留两位有效数字）。
（2）沸腾炉中发生反应的化学方程式为                      。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）        。
a．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
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．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
（4）在吸收塔吸收SO3不用水或稀硫酸的原因                  。
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。
①SO2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                         。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解）。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果如下表（a>0）：   

计算：该铵盐中氮元素的质量分数是      %；若铵盐质量为15.00g，浓硫酸增加的质量为         。（计算结果保留两位小数）

碳及其化合物有广泛的用途。
（1）在电化学中，常用碳作电极：
①在酸性锌锰干电池中，碳棒作         极。
②若用碳棒和铁棒做电极电解饱和食盐水生产烧碱时，碳棒作        极，反应的离子方程式                              。
（2）将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol,达到平衡后，体积不变时，能提高H2O的平衡转化率的措施是           。

A．升高温度 B．增加碳的用量
C．加入催化剂 D．用CO吸收剂除去CO
（3）将一定量的CO(g)和H2O(g)通过某恒容的密闭容器中，发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)得到如下数据：
温度/℃
起始浓度mol/L
平衡浓度mol/L
CO(g)
H2O(g)
H2(g)
900
2.0
0.8
0.4
 
通过计算，该反应的平衡常数为：                    。
（4）工业上把水煤气中的混合气体处理后，获得较纯的H2用于合成氨：
N2(g)+3H2(g)一定条件下2NH3(g) △H= —92.4kJ/mol某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验，N2浓度随时间变化如图：

①与实验I比较，实验II改变的条件为：               。
②实验III比实验I的温度要高，其它条件相同，请在下图画出实验I和实验III中NH3浓度随时间变化的示意图。

(18分)含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。

回答下列问题：
I．模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2，其化学反应方程式为                  。
(2)用B装置制CO2，使用该装置优点的是                      。
(3)将制得的气体与空气充分混合，获得模拟烟气用于后续实验。
II．测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是      、      。(填序号)
①KMnO4溶液  ②饱和NaHSO3溶液  ③饱和Na2CO3溶液  ④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为a mL/min，若t1分钟后，测得量简内液体体积为V mL(已折算为标准状况)，则SO2的体积分数是          。
III．测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置，E装置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液，常温下，它可催化SO2与O2的反应，以达到脱硫目的。写出SO2与FeCl3溶液参与反应过程的离子方程式            。
(7)若模拟烟气仍以a mL/min的流速通过转化器E装置，t2分钟后，向E装置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液，经     、洗涤、      、称量，得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况，则该转化器的脱硫效率是          。

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