热门试卷

（12分）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)3NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。回答下列问题：

（1）将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气：

C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)  △H =" +131.3" kJ ，△S =" +133.7" J/K

该反应在低温下能否自发                    （填：能或否）。

（2）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是                                。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是                                        。

（3）已知在400℃时，N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。

①在400℃时， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            （填数值）。

②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N2)正            V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）。

③500℃、50MPa时，在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K＝                  。

④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是           （填序号）。

(12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=" -92.4KJ/mol  " ，据此回答以下问题：

（1）下列有关该反应速率的叙述，正确的是（选填序号）           。

a．升高温度可以增大活化分子百分数，加快反应速率

b．增大压强不能增大活化分子百分数，所以不可以加快反应速率

c．使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高，加快反应速率

d．在质量一定的情况下，催化剂颗粒的表面积大小，对反应速率有显著影响

（2）①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________________。

②根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越_____ 。

（3）某温度下，若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K=___________（可用分数表示）。能说明该反应达到化学平衡状态的是               （填字母）。

a．容器内的密度保持不变               b．容器内压强保持不变    

c．υ正（N2）＝2υ逆（NH3）             d．混合气体中c（NH3）不变

（4）对于合成氨反应而言，下列有关图象一定正确的是（选填序号）_____________。

（5）相同温度下，有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B，两容器中均充入1mol N2和3 molH2，此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态，A中NH3的体积分数为a，放出热量Q1 kJ；

B中NH3的体积分数为b，放出热量Q2 kJ。则：a_____b(填>、=、<)， Q1_____ Q2(填>、=、<)， Q1_____92.4(填>、=、<)。

（2分）海水淡化的方法有多种是                          （写出2种）

氯碱工业是以电解食盐水为基础的基本化学工业，电解食盐水可以得到两种气体A和B。已知A为气体中摩尔质量最小的气体，B为黄绿色，A可以在B中安静的燃烧，产生苍白色的火焰；地壳中金属元素含量排行第二的C，其单质也可以在B燃烧，产生棕黄色的烟；B气体更普遍更重要的用途是与冷的消石灰反应后产物可以用于漂白消毒。根据以上信息完成下列化学方程式：

（1）A与B的反应                                

（2）C在B的反应                                

（3）B与消石灰的反应                                               

（4）在输送B气体的管道有时可能会发生漏气，管道工人可以用浓氨水来检查是否漏气，已知能发生如下反应：B + NH3→ N2  +  HCl如果管道某处漏气，用该方法检查时会出现的现象是                                          

写出B气体参与的总的化学方程式                                                 

下图为工业制备硝酸的设备示意图，其生产过程中发生的反应主要有：

①4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（l） △H＜0

②2NO（g）+O2（g）2NO2（g） △H＜0

③3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（l） +NO（g） △H＜0

（1）能使吸收塔内反应速率增大，且能提高HNO3产率的措施是  。

（2）在2L密闭容器内充入0．50 mol NO和0．25 mol O2，维持反应温度为800℃，当反应达到平衡时，NO的转化率为50％。则800℃时反应2NO＋O2＝2NO2的平衡常数K＝    。

（3）某工厂每套设备每小时可生产20 t 63％的硝酸（密度为1．4 g/cm3）。假设工业生产硝酸过程中，通过循环操作可以使NH3、O2得以完全利用。

回答下列问题：

①该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是     。

②每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨？

化肥在农业生产中占有重要位置。国内外农学专家普遍认为，在其他生产因素不变的情况下，农作物施用化肥可增产40％－60％。合成氨工业可以提供大量的氮肥，是满足人类对粮食增长需求的非常重要的化学工业。

（1）在工业合成氨的反应中，由于该反应在常温常压下，慢得几乎不能觉察，要实现工业化非常困难，许多化学家为此进行了不懈的努力。他们先从温度和压强着手，温度升高对提高化学反应速率         （填有利、不利或无关），增加压强对提高化学反应速率      （填有利、不利或无关），科学家们虽然选择了合适的温度和压强，但效果不佳，仍无法投入工业化生产。德国化学家哈伯（Fritz Haber，1868－1934）通过努力，在使用合适催化剂的情况下终于解决了这个问题，实现了合成氨的工业化生产。你认为该反应能工业化生产的关键是       

（2）合成氨是重要的人工固氮方法，除人工固氮外，还有自然固氮，闪电固氮就是自然固氮的一种方式，课堂上可用高压发生器模拟这一过程，装置如图所示：

实验开始后，可以看到湿润的蓝色石蕊试纸变红色，请解释原因（用反应的化学方程式表示）

（6分）

氯碱工业中，阳极的电极反应式为                        ，阴极产物为          ；若用石墨电极电解CuSO4溶液，阴阳两极均产生2．24 L气体（标准状况），则析出Cu     g。

【化学—化学与技术】（12分）硫酸工业流程如下所示：

（1）催化反应室发生反应的化学方程式是：                                               。该反应通常用V2O5 作催化剂，其催化机理可能是：V2O5 氧化SO2 时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被O2 氧化。写出该催化循环机理的化学方程式：

                                                  。

（2）依据流程图判断下列说法正确的是              （填字母）。

a．过量空气能提高SO2 的转化率

b．使用催化剂能提高SO2 的反应速率和转化率

c．用98%的硫酸吸收SO3 ，可以避免形成酸雾并提高吸收率

（3）每160g SO3 气体与H2O(l)化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是                                        。

（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理。这样做除了防止SO2 污染环境并得到铵盐外，主要目的是：                                            。

（16分）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

(1)步骤Ⅰ前，B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________．

(2)步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

(3)步骤II中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂技金属离子有

_________________。

（4）步骤III中，生成沉淀的离子方程式为________________。

（5）从母液中可回收的主要物质是__________________。

（15分）工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体：

（1）在步骤a中，还需要通入氧气和水，发生反应的化学方程式是                

                                。

（2）在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在              范围。若调节溶液的pH＝4，此时，溶液中c (Fe3+) =        。[已知该条件下，Fe（OH）3的KSP= 4.0×10-36 ]

（3）不用加水的方法调节溶液pH的原因是                                  。

（4）进行蒸发浓缩时，要加适量的硝酸以保持溶液一定的c（H＋），其目的是（结合离子方程式简要说明）                                                      。

（5）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是                  。

合成氨工业的部分工艺流程如下图所示：

请你回答下列问题：

（1）已知：N2(g)+O2(g) =2NO(g)；△H=180.5kJ·mol-1

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ；△H=–905kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ；△H=–483.6kJ·mol-1

则N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的△H=_________________。

（2）改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_________。

（3）在一定条件下，将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中，反应情况如右图所示：                                                                      

①求5min内的平均反应速率v(NH3)=_______________

②达到平衡时NH3的体积分数为___________%

(4)近年来科学家提出了电解合成氨的方法：采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（装置如图）

请回答：钯电极A是电解池的_______极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是_________________________