热门试卷

（14分）一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下，N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气。已知：

（1）请根据以上信息，写出“人工固氮”新方法的热化学方程式：_____▲______；

（2）进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（反应时间3 h）：

①50℃时从开始到3 h内以O2物质的量浓度变化表示的平均反应速率为   ▲  ；

②与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议（请写出两条）    ▲    、    ▲    ；

（3）氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂生产铵态氮肥(NH4)2SO4的工业流程如下：

①往沉淀池中装入CaSO4悬浊液后，需先通入足量NH3，再通入CO2的原因是

     ▲    。

②煅烧炉中产生的固态副产品为     ▲    ，生产流程中能被循环利用的物质X为     ▲    。

(15分)

纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下：

⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明)       、      。

⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是：      、       。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序：       (填“是”或“否”)，原因是：                                                    。

⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是：                                 。

⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了         （填上述流程中的编号）的循环。从母液中可以提取的副产品的应用是                    (举一例)。

（15分）活性氧化锌常用作橡胶制品的硫化活性剂。工业上用粗氧化锌（含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等）生产活性氧化锌，生产工艺流程如下：

根据上表提供的信息，回答下列问题：

（1）“废渣1”的主要成分是                   。

（2）完成“反应器2”中反应之一的离子方程式：

□MnO-4+□Mn2++□     =□MnO2↓+□H+

（3）蘸取“反应器2”中的溶液点在          试纸上，如果观察到试纸变蓝，说明KMnO4过量。

（4）“废渣2”分离出的MnO2可用于制取MnO，已知：

2MnO2（s）+C（s）==2MnO（s）+CO2（g）△H=—174.6kJ·mol-1

           C(s)+CO2(g)="=2CO(g)" △H=+283.0kJ·mol-1

试写出MnO2（s）与CO（g）反应制取MnO（s）的热化学方程式：           。

（5）“反应器3”中加入锌粉的作用是                。

（6）“反应器4”得到的废液中，含有的主要离子除了Na+外，还有            。

（7）从“反应器4”中经过滤等操作得到碱式碳酸锌。取碱式碳酸锌3.41g，在400~450℃下加热至恒重，得到ZnO 2.43g和标准状况下CO20.224l，碱式碳酸锌的化学式

                。

图1是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图，其中离子交换膜是“阳离子交换膜”，它有一特殊的性质——只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。

⑴、工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为 ▲ ， ▲ 。

⑵、如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡式剂除去SO，该钡试剂可以是 ▲ 。

A．Ba(OH)2       B．Ba(NO3)2      C．BaCl2 

⑶、为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为 ▲ 。

A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 

B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3   

C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

⑷、电解后得到的氢氧化钠溶液从 ▲ 口流出，b口排出的是 ▲ 气体，电极1应连接电源的

 ▲ 极（填“正”或“负”极）；理论上讲，从f口加入纯水即可，但实际生产中，纯水中要加入一定量的NaOH溶液，其原因是 ▲ 。

⑸、图2是根据氯碱工业中离子交换膜技术原理，设计的电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液的装置。请回答：

①、a为 ▲ （填“阳”、“阴”）离子交换膜。

②、阳极的电极反应式是 ▲ 。

③、从D、E口流出或流进的物质的化学式分别为 ▲ ， ▲ 。

（12分）污水处理分析时，常用双硫腙（H2Dz，二元弱酸）把金属离子络合成电中性的物质，再用CCl4萃取络合物，从而把金属离子从水溶液中完全分离出来。如用双硫腙（H2Dz）～CCl4分离污水中的Cu2＋时，先发生络合反应：

Cu2＋+2 H2DzCu(HDz)2+2H＋，

再加入CCl4，Cu(HDz)2就很容易被萃取到CCl4中。

（1）写出双硫腙和Fe3＋络合的离子方程式：                           。萃取过程中要控制适宜的酸度。如果溶液的pH过大，其后果是                       。

下图是用双硫腙（H2Dz）～CCl4络合萃取某些金属离子的酸度曲线。它反映了萃取某些金属离子时适宜的pH范围。E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率。

某工业废水中含有Hg2＋、Bi3+、Zn2+，用双硫腙（H2Dz）～CCl4络合萃取法处理废水。

请根据上图回答问题：

（2）欲完全将废水中的Hg2＋分离出来，须控制溶液pH=          

（3）当调节pH=2时，铋（Bi）的存在形式有：              ，其物质的量之比为     

（4）萃取到CCl4中的Zn(HDz)2分液后，加入足量的NaOH溶液，充分振荡后，锌又转到水溶液中。写出反应的离子方程式：                                                

（7分）甲醇是可再生燃料，可以利用天然气等物质生产，生产成本低，用途广泛。最近有科学家提出：把含有0．050%CO2的空气（通常情况下空气中CO2的体积分数为0．030%，当空气中CO2的体积分数超过0．050%时，会引起明显的温室效应。）吹入碳酸钾溶液中，然后再想法把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后得到甲醇，其构想技术流程如下：

试回答下列问题：

（1）写出吸收池中主要反应的离子方程式：

____________________      __                           _。

（2）写出合成塔中反应的化学方程式：

_________________     _                             __。

（3）若吹入的空气体积为33．6m3（标准状况下），则理论上最多可生产       g甲醇

（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) 2NH3(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可用甲烷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）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                      。

（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol 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＝         。

（3）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部

分物质的燃烧热数据如下表：

物 质

燃烧热（kJ·mol－1）

H2(g)

－285.8

CO(g)

－283.0

CH4(g)

－890.3

已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O(g)在高温下反应的热化学方程式                                            。

（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式               。

（12分）硫酸被人们誉为“化学工业之母”，在国民生产中发挥着重要作用，硫酸的产量是衡量一个国家化学工业水平的标志。工业上生产硫酸包括三步：

（1）第一步，在沸腾炉中煅烧黄铁矿，反应如下：4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3，该反应的氧化产物是     ，当生成8 mol SO2时转移电子的物质的量为    。

（2）第二步，在接触室中发生如下反应：2SO2+O2  2SO3。某科技小组的同学在一个恒温恒容的容器中模拟该反应，他们分两次进行实验，第一次向容器中加入2 mol SO2、1 mol O2，反应达平衡后测得SO2的转化率为α1，第二次向容器中加入3 mol SO2、1.5 mol O2, 反应达平衡后测得SO2的转化率为α2，则α1    α2（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）第三步，在吸收塔中将SO3转化成硫酸。硫酸是化学实验中的常用试剂：

①浓硫酸可以与多种物质发生化学反应，试写出浓硫酸与铜发生反应的化学方程式                                  。

②有Na、Mg、Al、Cu四种金属，若两两混合后取混合物14 g与足量稀硫酸反应，产生标准状况下H25.6 L，则此混和物的组合方式最多有      种。