题目内容

（12分）【化学——化学与技术】
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义，下图是工业合成氨的简要流程示意图。

（1）合成氨的原料气往往混有CO2等杂质，在进入合成塔之前需净化，其原因是_______ 。
（2）工业上合成氨选择的适宜条件是：以铁为主的催化剂、_______、________。
（3）沿X路线进入合成塔的物质是_______，这样设计的意义是________。
（4）目前工业制硝酸所采用的主要方法是_______法。

（12分）
（1）防止杂质使合成氨所用的催化剂“中毒”（2分）
（2）400~500℃ （2分） 10~30Mpa（2分）
（3）N2和H2（2分） 未反应的氮气和氢气循环进入合成塔，使氮气和氢气得到充分利用（2分）
（4）氨催化氧化法（或氨氧化法）（2分）

解析试题分析：（1）原料气往往混有CO、NH3等杂质，在进入合成塔之前为防止催化剂中毒，需进行净化。
（2）选择400℃～500℃，反应速率和平衡转化率都较高，如温度过高，转化率反而降低，常压下，平衡转化率较高，如增大压强，会造成设备造价和耗能增加，故答案为：400～500℃；10～30Mpa。
（3）合成氨工业中，利用氨易液化，分离出N2、H2循环使用，可使平衡向正反应方向移动，则氨气的产率增大；未反应的氮气和氢气循环进入合成塔，使氮气和氢气得到充分利用，提高了原料的利用率。
（4）工业制硝酸所采用的主要方法是氨催化氧化法。
考点：本题考查工业制硝酸的原理和流程。

练习册系列答案
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下列物质的工业制备原理的方程式书写正确的是

A．氢氧化钠：Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH
B．乙醇：C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
C．二氧化硫：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
D．氯气：Ca(ClO)2+4HCl（浓）CaCl2+2Cl2↑+2H2O

下列工业生产中，有关关系式错误的是

A．漂白粉：2Cl2—Ca(ClO)2B．H2SO4：FeS2—2H2SO4
C．氨：C—H2—2/3 NH3D．HNO3： NH3—HNO3

如图是现今常规生产发烟硫酸和硫酸的流程图：

(1)在④处二氧化硫被氧化成三氧化硫，④的设备名称是    ，该处发生反应的方程式为      ，为提高三氧化硫的产率，该处应采用     (填“等温过程”或“绝热过程”)为宜。
(2)在⑦处进行二次催化处理的原因是       。
(3)⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫．此时气体经过⑥后不立即进入⑦是因为             。
(4)20％的发烟硫酸(SO3的质量分数为20％)1吨需加水     吨(保留2位有效数字)才能配制成98％的成品硫酸。
(5)在②处发生1500℃的“不完全燃烧”，即先混入少量干燥空气，然后在③处于700℃下再继续燃烧．试简述这种燃烧方式对环境保护是有利的原因     。

(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：
①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是___________________________________。
②为使硫黄充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。
A．耗氧量减少  B．二氧化硫的转化率提高
C．产生的废渣减少  D．不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A．橡胶的硫化
B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
D．过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________________________。

合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为:


合成塔和接触室中的反应分别为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0;　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0
(1)写出流程中设备的名称:B　　　　,X　　　　。 
(2)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理,最理想的热处理方法是　　　　。 
(3)采用循环操作可提高原料的利用率,下列生产中,采用循环操作的是　　　　(填序号)。 
①硫酸工业　②合成氨工业　③硝酸工业
(4)工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是　                                                                                                           。 
(5)工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥,该肥料的化学式是　                                                     。 

化工生产中涉及较多的化学原理、生产方法和工艺流程，请回答下列问题：
（1）工业上用硫铁矿生产硫酸的主要设备有__________、__________、__________。
（2）工业上制备硫酸，常采用__________（填编号）为吸收剂，以高效吸收三氧化硫。
a.自来水            b.蒸馏水            c.稀硫酸        d.98.3%硫酸
（3）侯氏制碱法中，用二氧化碳和氨气与饱和食盐水反应制碳酸氢钠，应先向饱和食盐水中通入_____。
（4）石油裂化分为热裂化、催化裂化和_______，其目的为__________________。
（5）为降低电解液熔点，工业上生产铝时需要加入的熔剂为____________________。

由于我国煤储藏量相对比石油和天然气丰富，能源消费以煤为主。将原煤作为燃料燃烧，既严重污染环境，效率又不高，因而国家大力提倡煤的综合利用。实施“煤变油”，其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气(CO和H2)，再催化合成甲醇或烃类等液态能源。
(1)用CO和H2合成甲醇的化学方程式是_________________。
(2)用CO和H2合成烃(CnHm)的化学方程式是__________。
(3)气化和液化的优点是___________________________。

对于可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）（正反应为放热反应），下列说法中正确的是（　　）。

A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡也大
B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应的速率，又提高了NH3的产率
C．达到平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率
D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，逆反应速率减小

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