(13分)
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=" -92.4" kJ/mol 据此回答以下问题:
(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是 (填序号)。
①反应压强为20Mpa~50Mpa ②500℃的高温 ③铁触媒作催化剂 ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。
(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示[来源:学科网ZXXK](T-温度)。则T2 T1(填>、=、<),判断的依据是: ![]()
(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下:
反应一:C(s)+H2O(g)
H
2(g)+CO(g) 平衡常数K1
反应二:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
① K1的表达式:K1=
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
| 实验组别 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 1 | 2 | 0.8 | 1.2 | 5 |
| 2 | 900 | 0.5 | 1 | 0.2 | 0.8 | 3 |
| 3 | T | a | b | c | d | t |
(Ⅱ)在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为 (填序号)
| A.其它条件不变温度T<900℃ | B.其它条件不变温度T>900℃ |
| C.充入一定量氖气 | D.使用高效催化剂 |
[化学——选修化学与技术](15分)
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在 的郊区(填选项的标号)
| A.有丰富黄铁矿资源的城市 | B.风光秀丽的旅游城市 |
| C.消耗硫酸甚多的工业城市 | D.人口稠密的文化、商业中心城市 |
(3)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,煅烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为 。
(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
| 沸腾炉温度/℃ | 600 | 620 | 640 | 660 |
| 矿渣中CuSO4的质量分数/% | 9.3 | 9.2 | 9.0 | 8.4 |
(8分).某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。试验流程如下:
![]()
请回答下列问题:
(1)已知Al2O3、SiO2与纯碱的反应相似。用化学方程式表示熔融时高岭土主要成分与纯碱发生反应的化学方程式 、
。
(2)在熔融高岭土与纯碱试样时,最好选用下列哪种仪器 (填写编号)
| A.铁坩埚 | B.瓷坩埚 | C.氧化铝坩埚 | D.玻璃坩埚 |
(14分) 硫酸是工业生产中一种重要的化工产品,我国工业生产硫酸的主要方法是接触法,主要原料为黄铁矿,请回答下列问题:
(1)已知煅烧黄铁矿的化学方程式为 4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2![]()
该反应中氧化剂和氧化产物之比为 ;标准状态下得到4.48升SO2 时,一共转移了 mol e-。(每空3分)
(2)已知温度、压强对SO2平衡转化率的影响如下表所示:根据上表回答,SO2转化到SO3的
最佳反应条件是 。(每空2分)![]()
| A.400-500℃ 0.1 MPa | B.400℃10 MPa |
| C.500℃10 MPa | D.400-500℃1 MPa |
(4)市售浓硫酸的密度是1.84 g / cm3、质量分数为98 % ,若用H2SO4· XH2O来表示这种浓硫酸,则X为 。(每空2分)
我国是氧化铝生产大国,工业上每生产1 t氧化铝将排出1~2 t赤泥,赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量:CaO约占46%、SiO2约占22%、Al2O3约占7%、Fe2O3约占11%、TiO2约占5%及少量其他物质。
⑴一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比,作为一种吸收剂,吸收热电厂排放的含SO2的烟气,写出吸收SO2时可能发生的化学反应方程式 ▲ 。
⑵为综合利用赤泥中的各种成分,某科研小组设计了如下工艺流程:
已知:TiO2不溶于稀盐酸、稀硫酸,能溶于浓硫酸生成TiOSO4(硫酸氧钛,易水解)。
①氧化物D的化学式是 ▲ ,原料A最好是下列物质中的 ▲ 。
| A.氨水 | B.氢氧化钠 | C.生石灰 | D.双氧水 |
③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式 ▲ 。