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36.【化学——选修2:化学与技术】磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2•H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3,Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在,图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸,图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程:

部分物质的相关性质如下:

熔点/℃

沸点/℃

备注

白磷

44

280.5

PH3

﹣133.8

﹣87.8

难溶于水、有还原性

SiF4

﹣90

﹣86

易水解

回答下列问题:

(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的 %;

(2)以磷矿石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应化学方程式为: 。现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得到85%的商品磷酸 t。

(3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷.炉渣的主要成分是 (填化学式)。冷凝塔1的主要沉积物是 ,冷凝塔2的主要沉积物是

(4)尾气中主要含有 ,还含有少量的PH3、H2S和HF等.将尾气先通入纯碱溶液,可除去 ;再通入次氯酸钠溶液,可除去 。(均填化学式)

(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是

练习册系列答案
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二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃料,以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:

编号

热化学方程式

化学平衡常数

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

K1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24 kJ/mol

K2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41 kJ/mol

K3

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C=O

H-O

C-H

E/(kJ/mol)

436

343

1076

465

413

由上述数据计算ΔH1=

(2)该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH

该反应ΔH= ,化学平衡常数K= (用含K1、K2、K3的代数式表示)。

(3)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有________。

A.分离出二甲醚 B.升高温度

C.改用高效催化剂 D.增大压强

(4)工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是_______________________________。

(5)以=2 通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH,其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示。下列说法正确的是____。

A.该反应的ΔH>0

B.若在p2和316℃时反应达到平衡,则CO的转化率小于50%

C.若在p3和316℃时反应达到平衡,H2的转化率等于50%

D.若在p3和316℃时,起始时=3,则达平衡时CO的转化率大于50%

E.若在p1和200℃时,反应达平衡后保持温度和压强不变,再充入2 mol H2和1 mol CO,则平衡时二甲醚的体积分数增大

(6)某温度下,将8.0mol H2和4.0mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),反应达平衡后测得二甲醚的体积分数为25%,则该温度下反应的平衡常数K=

三分子甲醛在一定条件下反应可生成三聚甲醛(),三聚甲醛可用作合成工程塑料等,还是日用化妆品冷烫精脱毛剂的主要原料。下列有关三聚甲醛的说法中正确的是

A.三聚甲醛属于高分子化合物

B.三聚甲醛与甘油互为同分异构体

C.三分子甲醛合成三聚甲醛的反应属于加成反应

D.1 mol的三聚甲醛燃烧时生成CO2和H2O的物质的量一定相等

发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。

(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率, 若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的△H ________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g); ΔH=-49.0 kJ·mol-1,

在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2(g) 和CH3OH(g)

浓度随时间变化如图1所示

①0~9min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2) = _________________________。

②在相同条件下,密闭容器的体积压缩至0.5 L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ。

a. 0 < Q < 29.5 b. 29.5 < Q < 36.75 c. 36.75 < Q < 49 d. 49 < Q < 98

③在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如图2所示,L和X 分别表示温度或压强。

i. X表示的物理量是 ________________

ii. 判断L1与L2的大小关系,并简述理由:________。

(3)利用铜基催化剂光照条件下由CO2和H2O制备CH3OH的装置示意图如图3所示,该装置工作时阴极的电极反应式是_____________________。

(4)利用CO2和NH3为原料也合成尿素,在合成塔中的主要反应可表示如下:

反应①:2NH3(g)+CO2(g) NH2CO2NH4(s) △H1= ­__________________。

反应②:NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1

总反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-86.98kJ·mol-1;

则反应①的△H1=_______________。

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