化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1、第三單元化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 考點(diǎn)一考點(diǎn)一 工業(yè)生產(chǎn)硫酸工業(yè)生產(chǎn)硫酸【核心知識(shí)通關(guān)【核心知識(shí)通關(guān)】1.1.三種原料三種原料: :三種原料分別是三種原料分別是_、_、_。硫黃硫黃( (或黃鐵礦或黃鐵礦) )空氣空氣水水2.2.三個(gè)反應(yīng)階段和三種設(shè)備：三個(gè)反應(yīng)階段和三種設(shè)備：化學(xué)方程式化學(xué)方程式設(shè)備設(shè)備造氣造氣或或_ _催化氧化催化氧化_SOSO3 3的吸收的吸收_點(diǎn)燃點(diǎn)燃=高溫高溫=S+OS+O2 2 SO SO2 24FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2沸騰爐沸騰爐2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3接觸室接觸室SOS

2、O3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4吸收塔吸收塔催化劑3.3.三廢處理三廢處理: :(1)(1)尾氣吸收尾氣吸收: :硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量SOSO2 2, ,可用石可用石灰水吸收灰水吸收, ,反應(yīng)方程式為反應(yīng)方程式為_;_;_。這樣得到的這樣得到的SOSO2 2含量較高含量較高, ,可返回用作原料。可返回用作原料。Ca(OH)Ca(OH)2 2+SO+SO2 2 =CaSO=CaSO3 3+H+H2 2O OCaSOCaSO3 3+H+H2 2SOSO4 4 =CaSO=CaSO4 4+SO+SO2 2+H+H2 2O O(2)(2)廢水的處理廢水

3、的處理: :硫酸生產(chǎn)的污水中含有酸性雜質(zhì)硫酸生產(chǎn)的污水中含有酸性雜質(zhì), ,可用可用石灰中和法處理石灰中和法處理, ,方程式為方程式為Ca(OH)Ca(OH)2 2+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+2H+2H2 2O O。(3)(3)廢渣的利用廢渣的利用: :用來制造水泥或磚用來制造水泥或磚, ,回收有色金屬?；厥沼猩饘佟！咎貏e提醒【特別提醒】(1)(1)黃鐵礦黃鐵礦(FeS(FeS2 2) )中硫元素的化合價(jià)為中硫元素的化合價(jià)為-1-1價(jià)價(jià), ,鐵元素的鐵元素的化合價(jià)為化合價(jià)為+2+2價(jià)價(jià), ,煅燒黃鐵礦的反應(yīng)中煅燒黃鐵礦的反應(yīng)中, ,被氧化的是鐵元被氧化的是鐵元素和硫

4、元素素和硫元素, ,每有每有1 mol FeS1 mol FeS2 2完全反應(yīng)完全反應(yīng), ,轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移11 mol11 mol電電子。子。(2)(2)吸收吸收SOSO3 3不用水或稀硫酸不用水或稀硫酸, ,而是用而是用98%98%的的H H2 2SOSO4 4, ,是因?yàn)槭且驗(yàn)橛盟蛳×蛩嵛沼盟蛳×蛩嵛誗OSO3 3會(huì)產(chǎn)生酸霧會(huì)產(chǎn)生酸霧, ,影響吸收。影響吸收。(3)(3)煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進(jìn)行凈化處理煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進(jìn)行凈化處理, ,主要是主要是避免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。避免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。(4)(4)在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中, ,要綜合考慮原料來

5、源、動(dòng)力、要綜合考慮原料來源、動(dòng)力、設(shè)備、環(huán)境污染等因素設(shè)備、環(huán)境污染等因素, ,控制適宜的反應(yīng)條件控制適宜的反應(yīng)條件, ,以取得以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。最佳經(jīng)濟(jì)效益。【高考模擬精練【高考模擬精練】1.(20161.(2016唐山模擬唐山模擬) )火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸藝流程生產(chǎn)硫酸: :請(qǐng)回答下列問題請(qǐng)回答下列問題: :(1)(1)為使硫黃充分燃燒為使硫黃充分燃燒, ,經(jīng)流量計(jì)經(jīng)流量計(jì)1 1通入燃燒室的氧氣通入燃燒室的氧氣過量過量50%50%。為提高。為提高SOSO

6、2 2轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率, ,經(jīng)流量計(jì)經(jīng)流量計(jì)2 2的氧氣量為轉(zhuǎn)的氧氣量為轉(zhuǎn)化器中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的化器中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.52.5倍倍, ,則生則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計(jì)產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計(jì)1 1和流量計(jì)和流量計(jì)2 2的空氣體積比應(yīng)為的空氣體積比應(yīng)為_。b b管排出的尾氣的處理方法是管排出的尾氣的處理方法是_。與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)是是_(_(填字母序號(hào)填字母序號(hào)) )。A.A.耗氧量減少耗氧量減少B.B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C.C.產(chǎn)生的廢氣減少產(chǎn)生的廢氣減少D.D.不需要使用催化劑不需要

7、使用催化劑(2)(2)硫酸的用途非常廣泛，其可應(yīng)用于下列硫酸的用途非常廣泛，其可應(yīng)用于下列_方方面面( (填字母序號(hào)填字母序號(hào)) )。A.A.橡膠的硫化橡膠的硫化B.B.表面活性劑表面活性劑“烷基苯磺酸鈉烷基苯磺酸鈉”的合成的合成C.C.鉛蓄電池的生產(chǎn)鉛蓄電池的生產(chǎn)D.D.過磷酸鈣的制備過磷酸鈣的制備(3)(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SOSO2 2的主要原因之的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時(shí)燒時(shí)SOSO2 2的排放，請(qǐng)寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方的排放，請(qǐng)寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：程式

8、：_?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)燃燒室中的反應(yīng)為燃燒室中的反應(yīng)為S+OS+O2 2 SO SO2 2，假設(shè)，假設(shè)SOSO2 2的體積為的體積為x x，則流量計(jì)，則流量計(jì)1 1中通入氧氣的體積為中通入氧氣的體積為1.5x1.5x，轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)為轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)為2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，則流量計(jì)，則流量計(jì)2 2中中通入氧氣的體積為通入氧氣的體積為1.25x1.25x；故流經(jīng)流量計(jì)；故流經(jīng)流量計(jì)1 1和流量計(jì)和流量計(jì)2 2的的空氣體積比應(yīng)為空氣體積比應(yīng)為6 65 5；SOSO2 2為酸性氧化物，可以用堿液為酸性氧化物，可以用堿液( (如氨水如氨水) )吸收；吸收； 點(diǎn)

9、燃點(diǎn)燃=催化劑催化劑硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O O2 2,A,A項(xiàng)正確項(xiàng)正確; ;原料選擇與原料選擇與SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率無關(guān)的轉(zhuǎn)化率無關(guān),B,B項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤; ;用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多渣較多, ,但廢氣量相同但廢氣量相同,C,C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤; ;用用SOSO2 2制取制取SOSO3 3的過程的過程中都需要使用催化劑中都需要使用催化劑,D,D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)(2)橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫,A,A項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤; ;烷基苯磺酸烷基苯磺酸鈉中含有磺酸基鈉中含有磺酸基, ,制取過程中需要發(fā)生磺化反應(yīng)制取過程中需要發(fā)生磺

10、化反應(yīng),B,B項(xiàng)正項(xiàng)正確確; ;鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛,C,C項(xiàng)正確項(xiàng)正確; ;過磷過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石,D,D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。(3)CaCO(3)CaCO3 3高溫分解生成高溫分解生成COCO2 2和和CaO,SOCaO,SO2 2為酸性氧化物為酸性氧化物, ,可可以和堿性氧化物以和堿性氧化物CaOCaO反應(yīng)生成反應(yīng)生成CaSOCaSO3 3, ,而而CaSOCaSO3 3易被氧化易被氧化為為CaSOCaSO4 4。答案答案: :(1)(1)6 65 5用氨水吸收用氨水吸收A A(2)B(2)B、C C

11、、D D(3)CaCO(3)CaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2,SO,SO2 2+CaO=CaSO+CaO=CaSO3 3, ,2CaSO2CaSO3 3+O+O2 2=2CaSO=2CaSO4 4 =2.(20162.(2016湛江模擬湛江模擬) )硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二氧硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二氧化硫在尾氣中的含量不得超過化硫在尾氣中的含量不得超過0.05 mg0.05 mgm m-3-3, ,可見硫酸可見硫酸工業(yè)生產(chǎn)既要考慮經(jīng)濟(jì)效益工業(yè)生產(chǎn)既要考慮經(jīng)濟(jì)效益, ,也要考慮社會(huì)效益。也要考慮社會(huì)效益。(1)(1)在用黃鐵礦生產(chǎn)硫酸的過程中在用黃鐵礦生產(chǎn)硫酸的過程中, ,與

12、之無關(guān)的設(shè)備是與之無關(guān)的設(shè)備是_。a.a.吸收塔吸收塔b.b.接觸室接觸室c.c.沸騰爐沸騰爐d.d.氧化爐氧化爐(2)(2)為了提高為了提高SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù), ,工業(yè)上常使用工業(yè)上常使用適當(dāng)過量的空氣適當(dāng)過量的空氣, ,這樣從接觸室導(dǎo)出的氣體的成分是這樣從接觸室導(dǎo)出的氣體的成分是_。(3)(3)在硫酸工業(yè)中在硫酸工業(yè)中, ,常用濃硫酸而不用水吸收常用濃硫酸而不用水吸收SOSO3 3是因?yàn)槭且驗(yàn)開;_;為了消除硫酸廠尾氣排放對(duì)環(huán)境污染為了消除硫酸廠尾氣排放對(duì)環(huán)境污染, ,常用氨水吸收常用氨水吸收SOSO2 2, ,化學(xué)方程式為化學(xué)方程式為_。(4)(

13、4)催化氧化的原料氣成分催化氧化的原料氣成分( (體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)) )為為SOSO2 28%,O8%,O2 211%,N11%,N2 281%81%。壓強(qiáng)及溫度對(duì)壓強(qiáng)及溫度對(duì)SOSO2 2轉(zhuǎn)化率的影響如下轉(zhuǎn)化率的影響如下: :工業(yè)上工業(yè)上, ,二氧化硫催化氧化過程采用的是常壓而不是高二氧化硫催化氧化過程采用的是常壓而不是高壓壓, ,主要原因是主要原因是_。分析上表數(shù)據(jù)可知分析上表數(shù)據(jù)可知, ,二氧化硫的催化氧化是放熱反應(yīng)二氧化硫的催化氧化是放熱反應(yīng), ,理由是理由是_。(5)(5)接觸法制硫酸的過程中接觸法制硫酸的過程中, ,已知進(jìn)入接觸室的氣體體已知進(jìn)入接觸室的氣體體積組成是積組成是:SO

14、:SO2 2占占8%8%、N N2 2占占81%81%、O O2 2占占11%,11%,在一定溫度下在一定溫度下, ,反應(yīng)達(dá)到平衡后總體積變?yōu)樵瓉淼姆磻?yīng)達(dá)到平衡后總體積變?yōu)樵瓉淼?6.5%,96.5%,則則SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3的百分率為的百分率為_。【解析【解析】(1)(1)工業(yè)制硫酸的過程是黃鐵礦石在沸騰爐中工業(yè)制硫酸的過程是黃鐵礦石在沸騰爐中燃燒生成二氧化硫燃燒生成二氧化硫, ,二氧化硫在接觸室中氧化為三氧化二氧化硫在接觸室中氧化為三氧化硫硫, ,三氧化硫在吸收塔中被濃硫酸吸收生成硫酸三氧化硫在吸收塔中被濃硫酸吸收生成硫酸, ,所用所用設(shè)備中沒有氧化爐。設(shè)備中沒有氧化爐

15、。(2)(2)二氧化硫被空氣氧化為三氧化硫是可逆反應(yīng)二氧化硫被空氣氧化為三氧化硫是可逆反應(yīng), ,反應(yīng)反應(yīng)過程中使用的是空氣過程中使用的是空氣, ,因此從接觸室中導(dǎo)出的氣體是因此從接觸室中導(dǎo)出的氣體是SOSO3 3、O O2 2、SOSO2 2、N N2 2的混合氣體。的混合氣體。(3)SO(3)SO3 3與水反應(yīng)為放熱反應(yīng)與水反應(yīng)為放熱反應(yīng), ,直接用水吸收直接用水吸收SOSO3 3, ,會(huì)形成會(huì)形成酸霧酸霧, ,吸收速率慢吸收速率慢, ,吸收不充分吸收不充分, ,因此用濃硫酸吸收因此用濃硫酸吸收SOSO3 3。(4)(4)觀察表中數(shù)據(jù)觀察表中數(shù)據(jù), ,在溫度在溫度400,400,常壓下常壓下

16、(0.1 MPa),SO(0.1 MPa),SO2 2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到99.2%,99.2%,增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng), ,雖然可提高雖然可提高SOSO2 2的的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率, ,但增大程度很有限但增大程度很有限, ,而增大壓強(qiáng)會(huì)增加動(dòng)力成而增大壓強(qiáng)會(huì)增加動(dòng)力成本和設(shè)備成本本和設(shè)備成本, ,因此二氧化硫催化氧化過程采用常壓進(jìn)因此二氧化硫催化氧化過程采用常壓進(jìn)行。行。(5)(5)假定反應(yīng)前氣體的體積為假定反應(yīng)前氣體的體積為100,100,則則SOSO2 2的體積為的體積為8 8、N N2 2的體積為的體積為8181、O O2 2的體積為的體積為11,11,經(jīng)過催化氧化反應(yīng)掉氧氣經(jīng)過催化氧

17、化反應(yīng)掉氧氣的體積為的體積為x,x,由反應(yīng)由反應(yīng)2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3, ,知反應(yīng)平衡后知反應(yīng)平衡后混合氣體的體積為混合氣體的體積為8-2x+11-x+2x+81=96.5,8-2x+11-x+2x+81=96.5,解得解得x=3.5x=3.5。SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3的百分率為的百分率為 100%=87.5%100%=87.5%。催化劑78答案答案: :(1)d(1)d(2)SO(2)SO3 3、O O2 2、SOSO2 2、N N2 2(3)(3)用水吸收易形成酸霧用水吸收易形成酸霧, ,阻礙阻礙SOSO3 3再吸收再吸收SOSO2 2+2N

18、H+2NH3 3+H+H2 2O=(NHO=(NH4 4) )2 2SOSO3 3(4)(4)常壓時(shí)常壓時(shí)SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大, ,增大壓強(qiáng)會(huì)增加動(dòng)力增大壓強(qiáng)會(huì)增加動(dòng)力成本和設(shè)備成本壓強(qiáng)一定時(shí)成本和設(shè)備成本壓強(qiáng)一定時(shí), ,溫度升高溫度升高,SO,SO2 2轉(zhuǎn)化率下轉(zhuǎn)化率下降降(5)87.5%(5)87.5%【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.1.硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施: :改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)氧化二氧化硫時(shí)使用催氧化二氧化硫時(shí)使用催化劑化劑在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器將二氧化硫進(jìn)行多次

19、循環(huán)氧化將二氧化硫進(jìn)行多次循環(huán)氧化回收利用尾氣中回收利用尾氣中的二氧化硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是的二氧化硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是( () )A.A.B.B.C.C. D. D.【解析【解析】選選D D。要減少酸雨就必須控制。要減少酸雨就必須控制SOSO2 2的排放量的排放量, ,改改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù), ,只能使燃燒充分只能使燃燒充分, ,不能使不能使SOSO2 2的量的量減少減少, ,錯(cuò)錯(cuò); ;使用催化劑只能加快反應(yīng)速率使用催化劑只能加快反應(yīng)速率, ,不會(huì)使不會(huì)使SOSO2 2的量減少的量減少, ,錯(cuò)錯(cuò); ;在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換在氧化二氧化硫的設(shè)備中安

20、裝熱交換器器, ,只能使熱量充分利用只能使熱量充分利用, ,也不能減少也不能減少SOSO2 2的排放量的排放量, ,錯(cuò)。錯(cuò)。2.2.在硫酸的工業(yè)制法中在硫酸的工業(yè)制法中, ,下列生產(chǎn)操作與解釋該生產(chǎn)操下列生產(chǎn)操作與解釋該生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是作的主要原因二者都正確的是( () )A.A.黃鐵礦燃燒前要粉碎黃鐵礦燃燒前要粉碎, ,因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒B.SOB.SO3 3用用98%98%的濃硫酸吸收的濃硫酸吸收, ,目的是防止形成酸霧目的是防止形成酸霧, ,以便以便SOSO3 3吸收完全吸收完全C.SOC.SO2 2氧化為氧化為SOSO3 3時(shí)需使用催化劑時(shí)

21、需使用催化劑, ,這樣可以提高這樣可以提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化率化率D.D.從沸騰爐出來的爐氣需凈化從沸騰爐出來的爐氣需凈化, ,因?yàn)闋t氣中因?yàn)闋t氣中SOSO2 2會(huì)與雜會(huì)與雜質(zhì)反應(yīng)質(zhì)反應(yīng)【解析【解析】選選B B。本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問題。本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問題?？蓮幕瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)及實(shí)際生產(chǎn)三個(gè)方可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)及實(shí)際生產(chǎn)三個(gè)方面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反應(yīng)速率應(yīng)速率, ,并不是因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒并不是因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒; ;用濃硫酸用濃硫酸吸收吸收SOSO3 3是為了防

22、止水與其形成酸霧是為了防止水與其形成酸霧; ;使用催化劑可以使用催化劑可以提高反應(yīng)速率提高反應(yīng)速率, ,但不能提高但不能提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率; ;從沸騰爐出來從沸騰爐出來的爐氣需凈化的爐氣需凈化, ,因?yàn)闋t氣中的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。因?yàn)闋t氣中的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。3.3.工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分, ,一是沸騰爐、二一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成是接觸室、三是吸收塔。在沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成二氧化硫二氧化硫; ;在接觸室內(nèi)有催化劑存在下在接觸室內(nèi)有催化劑存在下, ,二氧化硫進(jìn)一二氧化硫進(jìn)一步與氧氣結(jié)合步與氧氣結(jié)合

23、, ,生成三氧化硫生成三氧化硫; ;三氧化硫流經(jīng)吸收塔時(shí)三氧化硫流經(jīng)吸收塔時(shí), ,采用采用98%98%的濃硫酸吸收的濃硫酸吸收, ,使三氧化硫最終與水化合形成使三氧化硫最終與水化合形成硫酸。硫酸。下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出來的來的, ,用于探究工業(yè)上為何采用用于探究工業(yè)上為何采用98%98%的濃硫酸吸收三氧的濃硫酸吸收三氧化硫?；?。請(qǐng)回答下列問題請(qǐng)回答下列問題: :(1)(1)寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應(yīng)方程式寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應(yīng)方程式:_:_。(2)(2)上圖中的乙、丙分別相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中上圖中的乙、丙分別

24、相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中的的_、_。(3)(3)丙中的現(xiàn)象為丙中的現(xiàn)象為_,_,丁中的現(xiàn)象為丁中的現(xiàn)象為_。(4)(4)下表是壓強(qiáng)和溫度對(duì)下表是壓強(qiáng)和溫度對(duì)SOSO2 2平衡轉(zhuǎn)化率的影響平衡轉(zhuǎn)化率的影響: :對(duì)對(duì)SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3的反應(yīng)的反應(yīng), ,增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率_,_,通常采用常壓操作的原因是通常采用常壓操作的原因是_。【解析【解析】硫酸的工業(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為硫酸的工業(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為制氣：制氣：4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2；乙、丙分別相當(dāng)；乙、丙分別相

25、當(dāng)于接觸室、吸收塔；丙中無酸霧，丁中有酸霧；增大于接觸室、吸收塔；丙中無酸霧，丁中有酸霧；增大壓強(qiáng)，壓強(qiáng)，SOSO2 2轉(zhuǎn)化率增大，但是因?yàn)槌合罗D(zhuǎn)化率增大，但是因?yàn)槌合耂OSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增大成本和能量消耗，得不償已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增大成本和能量消耗，得不償失，所以采用常壓操作。失，所以采用常壓操作。高溫高溫=答案答案：(1)4FeS(1)4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2(2)(2)接觸室吸收塔接觸室吸收塔(3)(3)無酸霧有酸霧無酸霧有酸霧(4)(4)增大常壓下增大常壓下SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率已很大，

26、增大壓強(qiáng)會(huì)增的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增大成本和能量消耗，得不償失大成本和能量消耗，得不償失高溫高溫=2.(20162.(2016鞍山模擬鞍山模擬) )目前，我國采用目前，我國采用“接觸法接觸法”制硫制硫酸，設(shè)備如圖所示：酸，設(shè)備如圖所示：(1)(1)圖中設(shè)備圖中設(shè)備A A的名稱是的名稱是_,_,該設(shè)備中主要反應(yīng)該設(shè)備中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為的化學(xué)方程式為_。(2)(2)有關(guān)接觸法制硫酸的下列說法中有關(guān)接觸法制硫酸的下列說法中, ,不正確的是不正確的是_。A.A.二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生B.B.吸收塔用濃度為吸收塔用濃度為98%98%濃硫酸吸收三氧化硫濃

27、硫酸吸收三氧化硫C.C.煅燒含硫煅燒含硫48%48%的黃鐵礦時(shí)的黃鐵礦時(shí), ,若若FeSFeS2 2損失了損失了2%,2%,則則S S損失損失2%2%D.BD.B裝置中反應(yīng)的條件之一為較高溫度裝置中反應(yīng)的條件之一為較高溫度, ,采用該溫度是采用該溫度是為了提高為了提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率E.E.硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用SOSO3 3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為化為H H2 2SOSO4 4時(shí)放出的熱量時(shí)放出的熱量(3)(3)科研工作者開發(fā)了制備科研工作者開發(fā)了制備SOSO2 2再用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫再用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸的方法酸的方法, ,裝置如圖。

28、為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn)裝置如圖。為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn), ,硫酸的濃度硫酸的濃度應(yīng)維持不變應(yīng)維持不變, ,則通入的則通入的SOSO2 2和水的質(zhì)量比為和水的質(zhì)量比為_?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)“接觸法接觸法”制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2，接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化，接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為學(xué)方程式為2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，吸收塔中的化學(xué)方，吸收塔中的化學(xué)方程式為程式為

29、SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4。高溫高溫=催化劑催化劑(2)(2)由于由于SOSO3 3與水反應(yīng)時(shí)易形成酸霧與水反應(yīng)時(shí)易形成酸霧, ,所以常用所以常用98%98%的濃的濃硫酸作吸收劑。根據(jù)硫元素守恒硫酸作吸收劑。根據(jù)硫元素守恒, ,利用關(guān)系式可得利用關(guān)系式可得S S損損失失2%,2%,由于由于SOSO2 2氧化成氧化成SOSO3 3為放熱反應(yīng)為放熱反應(yīng), ,升高溫度有利于升高溫度有利于提高化學(xué)反應(yīng)速率提高化學(xué)反應(yīng)速率, ,但不利于提高但不利于提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率, ,接觸室接觸室中的熱交換器是用中的熱交換器是用SOSO2 2氧化成氧化成SOSO3 3

30、過程中放出的熱量來過程中放出的熱量來預(yù)熱預(yù)熱SOSO2 2, ,實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。(3)(3)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2SO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=O=2H2H2 2SOSO4 4，設(shè)通入，設(shè)通入SOSO2 2與水的質(zhì)量比為與水的質(zhì)量比為xyxy，則反應(yīng)后，則反應(yīng)后生成的生成的H H2 2SOSO4 4與與H H2 2O O的質(zhì)量比一定為的質(zhì)量比一定為1111， 整理得整理得 x98164x1y1864，x16y29。答案：答案：(1)(1)沸騰爐沸騰爐4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3

31、3+8SO+8SO2 2(2)D(2)D、E E(3)1629(3)1629高溫高溫=考點(diǎn)二考點(diǎn)二 工業(yè)合成氨工業(yè)合成氨【核心知識(shí)通關(guān)【核心知識(shí)通關(guān)】1.1.反應(yīng)原理反應(yīng)原理: :_(_(放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)) )。高溫、高壓催化劑N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 32.2.基本生產(chǎn)過程：基本生產(chǎn)過程：(1)(1)造氣。造氣。N N2 2來源于空氣來源于空氣方法一：將空氣方法一：將空氣_方法二：空氣方法二：空氣 COCO2 2、N N2 2 _ _。 蒸發(fā)氮?dú)庖貉?碳 堿液吸收加壓、降溫加壓、降溫N N2 2H H2 2來源于來源于H H2 2O O和碳?xì)浠衔铮嚓P(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式

32、和碳?xì)浠衔?，相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為為_;_;_;_;CHCH4 4+2H+2H2 2O COO CO2 2+4H+4H2 2。高溫高溫=C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2高溫高溫催化劑催化劑=CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2高溫高溫催化劑催化劑=(2)(2)凈化。凈化。原料氣中的主要雜質(zhì)原料氣中的主要雜質(zhì):H:H2 2S S、COCO、COCO2 2、O O2 2等。等。雜質(zhì)的主要危害雜質(zhì)的主要危害: :某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致_。凈化方法。凈化方法。催化劑中毒催化劑中毒a.a.用氨水吸收用氨水吸收H H2 2S: _S: _。b.COb.CO轉(zhuǎn)

33、化為轉(zhuǎn)化為COCO2 2:CO+H:CO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2。c.c.用用K K2 2COCO3 3溶液吸收溶液吸收COCO2 2: _: _。d.d.用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。FeFe2 2O O3 3高溫高溫=NHNH3 3H H2 2O+HO+H2 2S=NHS=NH4 4HS+HHS+H2 2O OK K2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2KHCOO=2KHCO3 3(3)(3)合成與分離。合成與分離。設(shè)備設(shè)備:_:_。氨的分離氨的分離: :通過通過_將氨液化將氨液化, ,然后將液氨分離然后將

34、液氨分離, ,分分離出來的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)離出來的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī), ,再送到再送到_中繼續(xù)中繼續(xù)合成。合成。合成塔合成塔冷凝器冷凝器合成塔合成塔合成合成【特別提醒【特別提醒】(1)(1)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)是可逆反應(yīng)、放熱反應(yīng)、正反應(yīng)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)是可逆反應(yīng)、放熱反應(yīng)、正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。(2)(2)合成氨反應(yīng)條件選擇的標(biāo)準(zhǔn)是反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率合成氨反應(yīng)條件選擇的標(biāo)準(zhǔn)是反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、催化劑的催化活性高。高、催化劑的催化活性高。(3)(3)氨的工業(yè)合成常采用循環(huán)操作以降低工業(yè)成本。氨的工業(yè)合成常采用循環(huán)操作以降低工業(yè)成本。(4)(4)制得的制

35、得的N N2 2、H H2 2需要凈化需要凈化, ,清除雜質(zhì)清除雜質(zhì), ,以防止催化劑以防止催化劑“中毒中毒”?！靖呖寄M精練【高考模擬精練】1.(20161.(2016滄州模擬滄州模擬) )將將N N2 2和和H H2 2在一定條件下反應(yīng)在一定條件下反應(yīng), ,通過通過一定方法制得純凈的一定方法制得純凈的NHNH3 3, ,將所得將所得NHNH3 3和足量的和足量的O O2 2通過裝通過裝置中的催化劑置中的催化劑, ,發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)你已學(xué)發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)你已學(xué)知識(shí)知識(shí), ,回答下列問題回答下列問題: :增大壓強(qiáng)有利于增大壓強(qiáng)有利于N N2 2+3H+3H2 2 2NH

36、 2NH3 3這一反應(yīng)平衡正這一反應(yīng)平衡正向移動(dòng)向移動(dòng), ,為何不采用更大的壓強(qiáng)為何不采用更大的壓強(qiáng)?_?_。高溫、高壓催化劑(2)(2)如圖所示是如圖所示是NHNH3 3和和O O2 2通入含催化劑的裝置通入含催化劑的裝置, ,發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng), ,從從A A處導(dǎo)出的氣體成分是處導(dǎo)出的氣體成分是_。假設(shè)該實(shí)驗(yàn)制得純凈的假設(shè)該實(shí)驗(yàn)制得純凈的NONO氣體氣體, ,則應(yīng)則應(yīng)_,_,使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為HNOHNO3 3。(3)(3)若該實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)若該實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí), ,有剩余尾氣有剩余尾氣NONO和和NONO2 2, ,為防止污染為防止污染空氣空氣, ,將其通入將其通入NaOHNa

37、OH溶液溶液, ,能恰好反應(yīng)生成能恰好反應(yīng)生成NaNONaNO2 2, ,則尾則尾氣中氣中NONO和和NONO2 2的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為_,_,該反應(yīng)中該反應(yīng)中氧化劑為氧化劑為_,_,還原產(chǎn)物為還原產(chǎn)物為_。【解析【解析】(1)(1)選用選用500500這一條件要從反應(yīng)速率、催化這一條件要從反應(yīng)速率、催化劑活性和原料的轉(zhuǎn)化率的角度來考慮劑活性和原料的轉(zhuǎn)化率的角度來考慮, ,該溫度下該溫度下, ,原料原料轉(zhuǎn)化率較高轉(zhuǎn)化率較高, ,且催化劑活性最強(qiáng)且催化劑活性最強(qiáng), ,反應(yīng)速率快反應(yīng)速率快; ;雖然增大雖然增大壓強(qiáng)有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)壓強(qiáng)有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng), ,但壓強(qiáng)越大但壓

38、強(qiáng)越大, ,對(duì)制備對(duì)制備裝置的要求越高裝置的要求越高, ,能耗也越大能耗也越大, ,會(huì)大幅度增加工業(yè)成本會(huì)大幅度增加工業(yè)成本, ,因此不采用更大的壓強(qiáng)。因此不采用更大的壓強(qiáng)。(2)(2)回答從回答從A A處導(dǎo)出的氣體成分時(shí)處導(dǎo)出的氣體成分時(shí), ,容易因考慮不全面容易因考慮不全面, ,錯(cuò)答為錯(cuò)答為NHNH3 3、O O2 2、NO,NO,這是因?yàn)楹鲆曔@是因?yàn)楹鲆昇ONO和和O O2 2之間的反應(yīng)之間的反應(yīng), ,而漏掉了而漏掉了NONO2 2的存在的存在, ,又因?yàn)橹灰杏忠驗(yàn)橹灰蠳ONO2 2, ,則一定存在則一定存在2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4, ,故從故從A A處導(dǎo)出的氣體

39、是處導(dǎo)出的氣體是NHNH3 3、O O2 2、NONO、NONO2 2、N N2 2O O4 4的混合氣體。若想使的混合氣體。若想使NONO完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為HNOHNO3 3, ,則必須通則必須通入足量入足量O O2 2, ,在水中使之發(fā)生反應(yīng)生成在水中使之發(fā)生反應(yīng)生成HNOHNO3 3。(3)(3)尾氣和尾氣和NaOHNaOH恰好反應(yīng)生成恰好反應(yīng)生成NaNONaNO2 2, ,由由NO+NONO+NO2 2+2NaOH+2NaOH=2NaNO=2NaNO2 2+H+H2 2O O可知可知, ,尾氣中尾氣中NONO和和NONO2 2物質(zhì)的量相同物質(zhì)的量相同,NO,NO2 2作氧化劑作氧化劑

40、,NaNO,NaNO2 2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。答案答案: :(1)(1)該溫度下該溫度下, ,原料轉(zhuǎn)化率較高原料轉(zhuǎn)化率較高, ,且催化劑活性最且催化劑活性最強(qiáng)強(qiáng), ,反應(yīng)速率快壓強(qiáng)越大對(duì)制備裝置的要求越高反應(yīng)速率快壓強(qiáng)越大對(duì)制備裝置的要求越高, ,能能耗也越大耗也越大, ,會(huì)大幅度增加工業(yè)成本會(huì)大幅度增加工業(yè)成本, ,因此不采用更大的因此不采用更大的壓強(qiáng)壓強(qiáng)(2)NH(2)NH3 3、O O2 2、NONO、NONO2 2、N N2 2O O4 4的混合氣體將的混合氣體將NONO與足量與足量的的O O2 2一起通入水中一起通入水中(3)11(3)11NONO2

41、2NaNONaNO2 22.(20162.(2016保定模擬保定模擬) )合成氨的流程示意圖如下合成氨的流程示意圖如下: :回答下列問題回答下列問題: :(1)(1)工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃?。氮?dú)馐菑目諝庵泄I(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃?。氮?dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來的分離出來的, ,通常使用的兩種分離方法是通常使用的兩種分離方法是_,_,_;_;氫氣的來源是水和碳?xì)浠衔餁錃獾膩碓词撬吞細(xì)浠衔? ,寫出分別采用煤和天然寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式_,_;_,_;(2)(2)設(shè)備設(shè)備A A中含有電加熱器、觸媒和熱交換器中含有電加熱器、觸媒和

42、熱交換器, ,設(shè)備設(shè)備A A的的名稱是名稱是_,_,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_;_;(3)(3)設(shè)備設(shè)備B B的名稱是的名稱是_,_,其中其中m m和和n n是兩個(gè)通水口是兩個(gè)通水口, ,入水口是入水口是_(_(填填“m”m”或或“n”)n”)。不宜。不宜從相反方向通水的原因是從相反方向通水的原因是_;_;(4)(4)設(shè)備設(shè)備C C的作用是的作用是_;_;(5)(5)在原料氣制備過程中混有的在原料氣制備過程中混有的COCO對(duì)催化劑有毒害作用對(duì)催化劑有毒害作用, ,欲除去原料氣中的欲除去原料氣中的CO,CO,可通過如下反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)可通過如下反應(yīng)來實(shí)現(xiàn): :CO(g)+H

43、CO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)已知已知1 000 K1 000 K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627,=0.627,若要使若要使COCO的轉(zhuǎn)化率超過的轉(zhuǎn)化率超過90%,90%,則起始物中則起始物中c(Hc(H2 2O)c(CO)O)c(CO)不低于不低于_。【解析【解析】(1)(1)提取空氣中的氮?dú)饪捎梦锢矸椒ǚ蛛x液態(tài)提取空氣中的氮?dú)饪捎梦锢矸椒ǚ蛛x液態(tài)空氣法空氣法, ,也可以用化學(xué)方法反應(yīng)掉其中的氧氣。也可以用化學(xué)方法反應(yīng)掉其中的氧氣。(3)(3)冷凝分離產(chǎn)品設(shè)備為冷凝器冷凝分離產(chǎn)品設(shè)備為冷凝器, ,入水口應(yīng)該在下

44、面入水口應(yīng)該在下面, ,因因逆向冷凝效果好。逆向冷凝效果好。(4)(4)分離器是氣分離器是氣液分離專用設(shè)備。液分離專用設(shè)備。(5)(5)以轉(zhuǎn)化率為以轉(zhuǎn)化率為90%90%為基準(zhǔn)計(jì)算為基準(zhǔn)計(jì)算, ,用平衡常數(shù)求水與一氧用平衡常數(shù)求水與一氧化碳濃度比?；紳舛缺?。設(shè)設(shè)COCO、H H2 2O O起始濃度分別為起始濃度分別為x x、y y CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)c c起起x x y y 0 0 0 0c c變變0.9x0.9x 0.9x 0.9x0.9x0.9x 0.9x 0.9xc c平平0.1x0.1x y-0.9

45、x y-0.9x0.9x0.9x 0.9x 0.9xK= =0.627= =0.627yxyx=13.8=13.8。只要水更多一些。只要水更多一些, ,則轉(zhuǎn)化率會(huì)超過則轉(zhuǎn)化率會(huì)超過90%90%。20.9x0.1x y0.9x答案答案: :(1)(1)液化、分餾與碳反應(yīng)后除去液化、分餾與碳反應(yīng)后除去COCO2 2C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2 CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2(2)(2)合成合成( (氨氨) )塔塔N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)(3)(3)冷卻塔冷卻塔( (或冷凝器或冷凝器)

46、 )n n高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入, ,冷卻水從下端進(jìn)入冷卻水從下端進(jìn)入, ,逆逆向冷卻效果好向冷卻效果好(4)(4)將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離(5)13.8(5)13.8高溫高溫= 高溫高溫催化劑催化劑高溫、高壓催化劑【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.1.利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下: :依據(jù)上述流程依據(jù)上述流程, ,完成下列填空完成下列填空: :(1)(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是_。(2)nmol CH(2)nmol CH4 4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9

47、nmol,CO 0.9nmol,產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2_mol(_mol(用含用含n n的代數(shù)式表示的代數(shù)式表示) )。(3)K(3)K2 2COCO3 3(aq)(aq)和和COCO2 2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行反應(yīng)在加壓下進(jìn)行, ,加壓的理論依據(jù)加壓的理論依據(jù)是是_。A.A.相似相溶原理相似相溶原理B.B.勒夏特列原理勒夏特列原理C.C.酸堿中和原理酸堿中和原理(4)(4)由由KHCOKHCO3 3分解得到的分解得到的COCO2 2可以用于可以用于_(_(寫出寫出COCO2 2的一種重要用途的一種重要用途) )。(5)(5)整個(gè)流程有三處循環(huán)整個(gè)流程有三處循環(huán), ,一是一是Fe(OH)Fe(OH)3

48、 3循環(huán)循環(huán), ,二是二是K K2 2COCO3 3(aq)(aq)循環(huán)循環(huán), ,請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)( (循循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)) )。【解析【解析】(1)(1)流程圖中已給出反應(yīng)物是流程圖中已給出反應(yīng)物是H H2 2S S和和Fe(OH)Fe(OH)3 3, ,生成物是生成物是FeFe2 2S S3 3和和H H2 2O,CHO,CH4 4沒有參與反應(yīng)沒有參與反應(yīng), ,寫出方程式再寫出方程式再配平即可。配平即可。(2)(2)寫出此反應(yīng)的方程式寫出此反應(yīng)的方程式:CH:CH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2, ,可以可

49、以看出產(chǎn)生看出產(chǎn)生H H2 2應(yīng)為應(yīng)為3 30.9nmol=2.7nmol0.9nmol=2.7nmol。(3)CO(3)CO2 2為氣體為氣體, ,加壓有利于平衡右移加壓有利于平衡右移, ,利用的是勒夏特利用的是勒夏特列原理。列原理。 高溫高溫催化劑催化劑(4)(4)此題考查了學(xué)生對(duì)此題考查了學(xué)生對(duì)COCO2 2用途的記憶用途的記憶, ,任寫一種用途即任寫一種用途即可?？?。(5)(5)合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),H,H2 2和和N N2 2的轉(zhuǎn)化率低的轉(zhuǎn)化率低, ,必須循必須循環(huán)利用。環(huán)利用。答案答案: :(1)3H(1)3H2 2S+2Fe(OH)S+2Fe(OH)3 3=F

50、e=Fe2 2S S3 3+6H+6H2 2O O(2)2.7n(2)2.7n(3)B(3)B(4)(4)生產(chǎn)純堿生產(chǎn)純堿( (或作致冷劑等或作致冷劑等, ,其他合理答案也可以其他合理答案也可以) )(5) (5) 2.2.合成氨是合成氨是“將空氣變成面包將空氣變成面包”的反應(yīng)的反應(yīng), ,合成氨工業(yè)在合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。下圖是合成氨的簡要流程國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。下圖是合成氨的簡要流程圖圖: :.原料氣的制備原料氣的制備(1)(1)合成氨所需氮?dú)鈦碜钥諝夂铣砂彼璧獨(dú)鈦碜钥諝? ,方法之一是將空氣液化方法之一是將空氣液化后再加熱分離后再加熱分離; ;請(qǐng)另設(shè)計(jì)一種從空氣中分離出

51、氮?dú)獾姆秸?qǐng)另設(shè)計(jì)一種從空氣中分離出氮?dú)獾姆椒ǚ?_:_。(2)(2)請(qǐng)寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法請(qǐng)寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法( (用化學(xué)方程式用化學(xué)方程式表示表示):_):_。.原料氣的凈化原料氣的凈化為了防止催化劑為了防止催化劑“中毒中毒”, ,原料氣在進(jìn)入壓縮機(jī)之前必原料氣在進(jìn)入壓縮機(jī)之前必須經(jīng)過凈化、精制處理須經(jīng)過凈化、精制處理,“,“精制精制”過程通常是將含有少過程通常是將含有少量量COCO、COCO2 2、O O2 2和和H H2 2S S等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的醋酸亞銅二氨醋酸亞銅二氨(CH(CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3)

52、 )2 2)溶液溶液, ,以獲得純凈的以獲得純凈的原料氣。其中原料氣。其中, ,吸收吸收COCO的反應(yīng)為的反應(yīng)為CO+CHCO+CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2+NH+NH3 3H H2 2O O CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )3 3CO+HCO+H2 2O(l)O(l)H00。(3)(3)為提高為提高COCO的吸收率的吸收率, ,可采取的有效措施是可采取的有效措施是_。(4)(4)除去氧氣時(shí)除去氧氣時(shí), ,氧氣將氧氣將CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 氧化為氧化為(CH(CH3 3COO)COO)2 2C

53、u(NHCu(NH3 3) )4 4,則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是的量之比是_。.氨的合成氨的合成(5)(5)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是釋的是_(_(填序號(hào)填序號(hào)) )。A.A.采用較高的壓強(qiáng)采用較高的壓強(qiáng)(20(2050 MPa50 MPa) )B.B.采用采用500500的高溫的高溫C.C.用鐵觸媒作催化劑用鐵觸媒作催化劑D.D.將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來,N,N2 2和和H H2 2循循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N N2 2和和

54、H H2 2【解析【解析】. .空氣的主要成分為氧氣和氮?dú)饪諝獾闹饕煞譃檠鯕夂偷獨(dú)? ,設(shè)法除去設(shè)法除去氧氣后即可得到氮?dú)?。氧氣后即可得到氮?dú)狻?該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng), ,根據(jù)平衡根據(jù)平衡移動(dòng)原理移動(dòng)原理, ,增大壓強(qiáng)、降低溫度都有利于平衡正向移動(dòng)增大壓強(qiáng)、降低溫度都有利于平衡正向移動(dòng), ,提高提高COCO的轉(zhuǎn)化率。氧氣將的轉(zhuǎn)化率。氧氣將CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 氧化為氧化為(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 時(shí)時(shí), ,銅元素的化合價(jià)由銅元素的化合價(jià)由+1+1價(jià)

55、升高到價(jià)升高到+2+2價(jià)價(jià),CH,CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 是還原劑是還原劑,O,O2 2是氧化劑是氧化劑, ,根據(jù)電根據(jù)電子得失守恒原理子得失守恒原理, ,可知二者的物質(zhì)的量之比是可知二者的物質(zhì)的量之比是4141。.合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng), ,增大增大壓強(qiáng)、降低溫度、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度壓強(qiáng)、降低溫度、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度等措施都可以使平衡正向移動(dòng)。實(shí)際操作中等措施都可以使平衡正向移動(dòng)。實(shí)際操作中, ,采用采用500500的高溫的高溫, ,是考慮催化劑的催化效率是考慮催化劑的催化效率

56、, ,兼顧平衡轉(zhuǎn)化兼顧平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率的結(jié)果。催化劑能同等程度改變反應(yīng)速率和反應(yīng)速率的結(jié)果。催化劑能同等程度改變反應(yīng)速率率, ,不能使平衡發(fā)生移動(dòng)。不能使平衡發(fā)生移動(dòng)。答案答案: :(1)(1)將空氣與碳作用生成將空氣與碳作用生成COCO2 2, ,除去除去COCO2 2即可得到氮即可得到氮?dú)鈿? (其他合理答案也可其他合理答案也可) )(2)C+H(2)C+H2 2O CO+HO CO+H2 2( (或或CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2或其他合理或其他合理答案答案) )(3)(3)降低溫度、增大壓強(qiáng)降低溫度、增大壓強(qiáng)(4)41(4)41(5)A(5)A、D D高

57、溫高溫= 高溫高溫催化劑催化劑3.3.制取硝酸銨的流程圖如下制取硝酸銨的流程圖如下: :請(qǐng)回答下列問題：請(qǐng)回答下列問題：(1)(1)合成氨原料的來源：合成氨原料的來源：_。(2)(2)已知已知N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) H=-92.4 kJ=-92.4 kJmolmol-1-1。為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施是為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施是_。(3)(3)氨催化氧化的化學(xué)方程式為氨催化氧化的化學(xué)方程式為_；Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)的作用為合金網(wǎng)的作用為_，Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)的原因

58、是合金網(wǎng)未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是_。(4)(4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，生產(chǎn)硝酸的過程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對(duì)大氣的污染？如何消除它們對(duì)大氣的污染？_。寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(5)(5)硝酸銨的兩種主要用途是硝酸銨的兩種主要用途是_。(6)(6)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中，將平均相對(duì)分在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中，將平均相對(duì)分子質(zhì)量為子質(zhì)量為8.58.5的的H H2 2和和N N2 2混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測出平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為測出平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為1010，試求此，試求此時(shí)

59、時(shí)N N2 2的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中NHNH3 3的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)_、_。【解析【解析】(1)(1)氮?dú)獾膩碓词强諝猓鴼錃鈦碓从谌剂系獨(dú)獾膩碓词强諝?，而氫氣來源于燃? (煤、石油產(chǎn)品等煤、石油產(chǎn)品等) )與水反應(yīng)的產(chǎn)物。與水反應(yīng)的產(chǎn)物。(2)(2)為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、及時(shí)分離出氨為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、及時(shí)分離出氨等措施。等措施。(3)(3)氨的催化氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故氨的催化氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)雖合金網(wǎng)雖未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)。未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)。(4)(4)氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。氮的氧化物可以用堿

60、液吸收消除其危害。(5)(5)硝酸銨可以作化肥，也可以用于制炸藥等。硝酸銨可以作化肥，也可以用于制炸藥等。(6)(6)根據(jù)根據(jù)“十字交叉法十字交叉法”可得：可得： 則則n(Nn(N2 2)n(H)n(H2 2)=6.519.5=13)=6.519.5=13。設(shè)反應(yīng)前混合氣體。設(shè)反應(yīng)前混合氣體的總物質(zhì)的量為的總物質(zhì)的量為4 mol4 mol，平均相對(duì)分子質(zhì)量與氣體的，平均相對(duì)分子質(zhì)量與氣體的總物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為總物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為xmolxmol，則有，則有 x=3.4x=3.4，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量差值為量差值為0.6 m