摘要:4.讨论:学过的化工生产(如钢铁工业.合成氨.硝酸工业.煤和石油化工.氯碱工业等)中.应该如何处理环境和综合经济效益等问题?[例题解析][例1]在硫酸工业生产中.为了有利于SO2的转化.且能充分利用热能.采用了中间有热交换器的接触室.图中在a.b.c处流入或流

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合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。

(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L1)如下表:

 

0 min

l min

2 min

3 min

4 min

N2

1.500

1.400

1.200

c1

c1

H2

4.500

4.200

3.600

c2

c2

NH3

0

0.200

0.600

c3

c3

 

根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。

(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c

B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c

C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。

D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压

(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):    △H=+180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol

则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;

(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;

(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L1

 

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重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂.工业上常用铬铁矿(主要成份为FeO?Cr2O3)为原料生产K2Cr2O7,其主要工艺如下(涉及的主要反应是:6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O):
试回答下列问题:
(1)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2

(2)NaFeO2能强烈水解,在操作②生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:
NaFeO2+2H2O═Fe(OH)3↓+NaOH
NaFeO2+2H2O═Fe(OH)3↓+NaOH

(3)操作③的目的是什么,用简要的文字说明:
降低pH值有利于的SiO32-,AlO2-水解平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解并沉淀完全
降低pH值有利于的SiO32-,AlO2-水解平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解并沉淀完全

(4)操作④中酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O

(5)操作⑤中利用下面的复分解反应,可得重铬酸钾:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7+2NaCl.  试从你所学过的知识分析该反应可以发生的原因:
常温下重铬酸钾的溶解度较小
常温下重铬酸钾的溶解度较小
温度对氯化钠的溶解度影响很小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,所以将溶液浓缩后,冷却,即有大量重铬酸钾结晶析出,氯化钠仍留在溶液中
温度对氯化钠的溶解度影响很小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,所以将溶液浓缩后,冷却,即有大量重铬酸钾结晶析出,氯化钠仍留在溶液中
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认真阅读下面的新闻报道,完成后面的相关问题:
据某报2002年10月11日报道,2002年10月9日下午,某厂发生一起严重化学事故,该厂生产中需要无水苯作为溶剂,因此,使用苯前需要用金属钠除掉苯中的少量水分.在生产过程中,由于某种原因,误将1300kg甲苯当作苯投进一个反应釜中,并向反应釜中投入了10kg左右的金属钠.由于甲苯中含水量比苯少,金属钠不能被完全消耗掉,在反应釜四壁还残留有5kg左右的金属钠.
由于金属钠很活泼,遇水即发生剧烈反应,危险性极大.该反应釜严重威胁着该厂和周围群众的安全.经过众专家研究后,提出了三种处理事故的建议:
Ⅰ.打开反应釜,用工具将反应釜内的金属钠取出来;
Ⅱ.向反应釜中加水,通过化学反应“除掉”金属钠;
Ⅲ.采用远程滴加乙醇的方法向反应釜内加入乙醇,并设置放气管,排放乙醇与金属钠反应放出的气体和热量.
专家们进行了周密的研究和部署,经过紧张作业,至第二天晚8时,险情终于安全排除.
(1)文中提到“该反应釜严重威胁着该厂和周围群众的安全”,试用你学过的知识及题目所给信息解释危险性到底在哪里?
金属钠很活泼,遇水即发生剧烈反应
金属钠很活泼,遇水即发生剧烈反应

最终专家选择了最安全、最合理的解决问题的办法,你认为选择的是哪种方案?简要说明理由.
选用(3)乙醇与金属钠可以反应且比较温和
选用(3)乙醇与金属钠可以反应且比较温和

(2)分析文中信息可以知道,苯在工业生产中的一种重要用途是
作溶剂
作溶剂
不能
不能
(填“能”或“不能”)与金属钠反应,等质量甲苯中的含水量大约是苯中含水量的
50%
50%
(填百分数).用金属钠可以除去苯中含有的水,而且也可以检验苯中是否含有水.那么应该用
无水CuSO4
无水CuSO4
(填化学试剂的化学式)检验乙醇中是否含有水.
(3)写出乙醇与金属钠的反应方程式:
2Na+2C2H5OH→H2↑+2C2H5ONa
2Na+2C2H5OH→H2↑+2C2H5ONa

(4)甲苯上的一个氢原子被氯原子取代可得到物质A,结构为,物质B是它的同分异构体,也含有苯环,那么物质B可能的结构有
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