题目内容
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 。
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 |
① | CO(g)+2H2(g) | K1 |
② | 2CH3OH(g) | K2 |
③ | CO(g)+H2O(g) | 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= 。