摘要:20. (2)设需纯度为75%的石英砂x. 根据题意有下列关系式: SiO2 ~ Si ~ SiCl4 ~ Si(纯) 60 28 x×75%××80%×80% 100.8t 解得:x=500t 或由Si原子守恒:x×75%××80%×80%/60=100.8/28 解得:x=500t (3)设每轮生产投入的粗硅中含1molSi 则由反应①可知: 消耗HCl的物质的量为3 mol /75%=4mol.生成H2的物质的量为1mol 由反应②可知: 消耗H2的物质的量为1mol/80%=1.25mol.生成HCl的物质的量为3mol 则在一轮次的生产中.需补充投入HCl和H2的物质的量之比为: ∶=4∶1
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氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨.下图是合成氨的简要流程.

(1)下表是空气中部分气体的沸点.将空气液化加热分馏,依据下表数据判断,最先气化得到的气体是
(2)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气.下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗.
①依据上表信息,你认为采用
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:
③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ?mol-1;
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ?mol-1;
试写出由C于水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
(3)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据.
①依据表中数据判断,合成氨反应N2+3H2
2NH3的△H
②该反应的化学平衡常数表达式为
.
③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的
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(1)下表是空气中部分气体的沸点.将空气液化加热分馏,依据下表数据判断,最先气化得到的气体是
氦气
氦气
.| 气体名称 | 氨气 | 氧气 | 氦气 | 氖气 | 氩气 | 氪气 | 氚气 |
| 沸点/℃ | -196 | -183 | -269 | -264 | -186 | -153 | -108 |
| 原料 | 天然气 | 重油 | 煤 |
| 相对投资费用 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| 能量消耗/J?t-1 | 28×109 | 38×109 | 48×109 |
天然气
天然气
为原料最好.②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:
CH4+H2O
CO+3H2
| ||
| 高温 |
CH4+H2O
CO+3H2
.
| ||
| 高温 |
③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ?mol-1;
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ?mol-1;
试写出由C于水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
.(3)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据.
| NH3含量% 压强/MPa 温度/℃ |
0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
<
<
(填“>”、“<”或“无法判断”)0,请简要说明理由相同条件下,升高温度,NH3含量减小,平衡左移,逆反应吸热,正反应放热
相同条件下,升高温度,NH3含量减小,平衡左移,逆反应吸热,正反应放热
;②该反应的化学平衡常数表达式为
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(H2) |
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(H2) |
③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的
0.66
0.66
倍.(2009?辽宁)[化学-选修化学与技术]
请回答氯碱的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品.理论上k=
=
=1:1.13或0.89
=
=1:1.13或0.89(要求计算表达式和结果);
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.

①图中X、Y分别是
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)
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请回答氯碱的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品.理论上k=
| M(Cl2) |
| 2M(NaOH) |
| 71 |
| 80 |
| M(Cl2) |
| 2M(NaOH) |
| 71 |
| 80 |
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是
③①②
③①②
(填序号)(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过.
①图中X、Y分别是
Cl2
Cl2
、H2
H2
(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小a%小于b%
a%小于b%
;②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
,负极:H2-2e-+2OH-=2H2O
H2-2e-+2OH-=2H2O
;③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)
燃料电池可以补充电解池消耗的电能
燃料电池可以补充电解池消耗的电能
、提高产出碱液的浓度
提高产出碱液的浓度
.氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一.
传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2+3H2
2NH3△H<0.
(1)该反应的平衡常数K的表达式为:K=
.降低温度,K值
(2)不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3).分析表中数据,
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传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2+3H2
| 催化剂 |
| △ |
(1)该反应的平衡常数K的表达式为:K=
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(H2) |
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(H2) |
增大
增大
(填“增大”“减小”或“不变”).(2)不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3).分析表中数据,
200℃、100MPa
200℃、100MPa
(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是压强太高,对生产设备要求也高,难以实现
压强太高,对生产设备要求也高,难以实现
.| 压强(MPa) 氨的平衡含量(%) 温度(摄氏度) |
0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一.
(1)传统哈伯法合成氨工艺中,N2+3H2
2NH3△H<0
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3 )
表中数据,
③下列关于合成氨说法正确是
A、使用催化剂可以提高NH3的产率
B、寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C、由于△H<0,△S>0,故合成氨反应一定能自发进行
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法.它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足.其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气.其电池反应为4NH3+3O2═2N2+6H2O.写出负极电极反应式
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(1)传统哈伯法合成氨工艺中,N2+3H2
| 催化剂 |
| 高温 |
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=
=
| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(NH3) |
=
.升高温度,K值| c2(NH3) |
| c(N2)?c3(NH3) |
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”).②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3 )
| 压强(Mpa) 氨的平衡含(%) 温度(摄氏度) |
0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
200
200
℃100
100
MPa时H2的转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是压强太高,对生产设备要求也高,难以实现,且200℃时反应速率过低
压强太高,对生产设备要求也高,难以实现,且200℃时反应速率过低
.③下列关于合成氨说法正确是
C
C
A、使用催化剂可以提高NH3的产率
B、寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C、由于△H<0,△S>0,故合成氨反应一定能自发进行
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法.它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足.其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气.其电池反应为4NH3+3O2═2N2+6H2O.写出负极电极反应式
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
,你认为电解质溶液应显碱
碱
性(填“酸性”、“中性”、“碱性”),其原因是NH3在酸性介质中易转化为NH4+离子
NH3在酸性介质中易转化为NH4+离子
.(2011?镇江一模)工业上生产硫酸时,利用催化氧化将SO2转化为SO3是一个关键步骤.
(1)某温度下,SO3(g)?SO2(g)+
O2(g);△H=+98kJ?mol-1.开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和10.0molO2(g),当反应达到平衡时共放出热量196kJ,该温度下平衡常数K=
(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是
A.保持温度和容器体积不变,充入2mol SO3
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2
C.保持温度和容器体积不变,充入0.5mol SO2和0.25mol O2
D.保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3
E.升高温度
F.移动活塞压缩气体
(3)某人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式

(4)若通入H2O的速率为13.4mL?min-1,为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则左侧SO2的流入速率(标准状况)应为
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(1)某温度下,SO3(g)?SO2(g)+
| 1 | 2 |
0.3
0.3
.(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是
A、C、F
A、C、F
.A.保持温度和容器体积不变,充入2mol SO3
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol N2
C.保持温度和容器体积不变,充入0.5mol SO2和0.25mol O2
D.保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3
E.升高温度
F.移动活塞压缩气体
(3)某人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
.(4)若通入H2O的速率为13.4mL?min-1,为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则左侧SO2的流入速率(标准状况)应为
2.59
2.59
L?min-1.