- 海水的综合利用
- 共9119题
汽油不仅是重要的燃料,而且是重要的化工原料,可以通过汽油裂解得到化工原料如乙烯等,还可以在催化剂作用下改变汽油分子的结构,由链烃变为芳香烃,这种变化叫做异构化。下面是以石油为原料发生的有机物的衍变关系图:
(已知:反应③,④中的原子利用率均为100%)
请回答下列问题:
(1)上述反应①~⑦中属于加成反应的有___________________(填序号,下
同),属于取代反应的有__________________。
(2)写出A,B的结构简式:A______________,B________________。
C的分子式为_________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
④________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________。
正确答案
略
(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(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
(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为
(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)
(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
氨气
(16分)钡盐生产中会排出大量的钡泥[主要含有、
、
、
等]。某化工厂主要生产
、
、
,现利用钡泥制取
,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶后溶液中,
与
的反应化学方程式为 。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,其原因是
、 。
(3)该厂结合本厂生产实际选用的X为 (填化学式);“中和Ⅰ”会使溶液中 (填离子符号)的浓度减少(“中和Ⅰ”引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是 。
正确答案
(共16分)
(1)Ba(FeO2)2 +8HNO3 ="=" Ba(NO3)2 + 2Fee(NO3)3 + 4H2O (4分)
(2)防止反应速率过快、浓硝酸易挥发和分解(每空2分,凡合理答案均可)
(3)BaCO3 (2分) Fe3+、H+(4分)
(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染 (2分,凡合理答案均可)
略
海水中含有丰富的化学元素,如图是某化工厂利用海水的生产镁的流程简图,请回答:
(1)实验室中蒸发浓缩液体需要的仪器有玻璃 棒、酒精灯、三角架和_____________。
(2)反应③需加入的试剂为_______________。
(3)反应④中电能转化为________________。
(4)反应②完成后,需进行的操作是____________________。
(5)B物质中含有化学键为______________________。
正确答案
(1)蒸发皿
(2)盐酸
(3)化学能
(4)过滤
(5)离子键、共价键
(11分)钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制钛白粉(TIO2 ) , TiO2常通过两种方法可制得 Ti。
其中, 2H2SO4+ FeTiO3 = TiOSO4+ FeSO4+ 2H2O 。回答下列问题。
(l)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,该过程中发生反应的化学方程式有:
SiO2+2NaOH =Na2SiO3 + H2O 和
(2)滤液①中的溶质主要是 FeSO4,检验其中Fe2+的方法是: .
(3)从 TiOSO4→H2TiO3需要加热,则加热的目的是: 。
(4)电解 TiO2来获得 Ti 是以 TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池。其阴极反应的电极反应式为: .
(5)从化学平衡的角度解释:往TiO2和Cl2反应体系中加人焦炭后,能使反应 TIO2(s) + 2C12(g)TICl4(l) +O2(g)顺利进行的原因是:
正确答案
略
[化学一选修2:化学与技术](15分)已知:
①工业上用硫酸与-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。
②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用-锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下图:
请回答:
(1)沉淀Y的主要成分的化学式是____________。
(2)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其使用的原因____________
(3 )操作1涉及的实验方法是__________________。
(4 )写出用铝粉还原法制取金属锂的化学反应方程式。________________________
(5) LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下电解制备锂。电解时产生的氯气中混有少量氧气,产生氧气的原因是__________________
(6) 目前电池通常使用金属锂的优点是__________________
正确答案
(1) Li2CO3(2分)
(2) CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;(2分)加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。(2分)
(3) 过滤 洗涤(2分) (4)2Al+3Li2O6Li + Al2O3 (2分)
(5)LiCl溶液在加热蒸干过程中有部分LiOH生成,LiOH受热分解为Li2O,熔融的Li2O电解生成氧气。(3分)
(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高;锂电池为可充电绿色环保电池。(2分,其它合理答案也给分)
本题以工业制锂为载体考查了沉淀溶解平衡,水解、原电池和电解等相关原理
(1)硫酸锂和碳酸钠饱和溶液反应,生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,根据Y灼烧的产物是氧化锂可知, Y是碳酸锂。
(2)X是氢氧化镁和碳酸钙沉淀,由于CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;而后来加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。
(3)从溶液中分离出固体的方法应是过滤,过滤后晶体必须洗涤。
(4)在加热的条件下,铝可以发生铝热反应,方程式为2Al+3Li2O6Li + Al2O3。
(5)混有O2的原因必须从反应物特征入手寻找,由于加热蒸干LiCl溶液可获得固体,但是由于LiCl受热易水解成LiOH,LiOH受热分解产生的Li2O电解时会产生O2。
(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高,且锂电池为可充电绿色环保电池。
(20分)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式A ____________________ B _______________________
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:
取样、_______、沉淀、_______、_______、冷却结晶、_______、烘干
(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是__________________________
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是____________________________________
(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是__________________________(填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:___________________________________
(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:__________________________________________滤液D加石灰水前先要加热,原因是___________________________________________
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:____________________________
(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)
正确答案
(20分)
(1)Ca(OH)2或CaO Na2CO3 (2分)
(2)溶解 过滤 蒸发 过滤 (每空1分)
(3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 (每空2分)
(4)NH4Cl,(1分)加硝酸酸化,加硝酸银,有白色沉淀,该阴离子是氯离子(2分)
(5)NH4++OH-=NH3↑+H2,(2分) 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀(2分)
(6) (3分)
略
氨是一种重要的化工原料,氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为1∶3)。
回答下列有关问题:
(1)利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(2)根据表中数据,在200℃和100MPa时,平衡体系中NH3的物质的量分数最高,而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。
(3)一定条件下,对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后,其他条件不变时,若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后,与原平衡相比,请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”):
(4)将1molH2和1molN2通入一体积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,反应达到平衡,测得NH3的物质的量为0.3mol,此时若移走0.5molH2和0.5molN2,则反应达到新的平衡时,NH3的物质的量为_____________(选填答案编号)。
正确答案
(1)(1分)放热。
(2)(2分)压强过大,需要的动力越大,对材料的强度和设备制造的要求也越高。
(3)(3分)
(4)(2分)C。
略
从含铜、银、金和铂的块状金属废料中提取铂、金、银的一种工艺如下:
根据以上工艺回答下列问题:
(1)电解时,以_____________为阳极,纯铜为阴极,CuSO4溶液为电解液,则阴极的电极反应方程式为
(2)AgCl溶于氨水后所得的溶液含有的一种阳离子,在碱性条件下,也可用葡萄糖将其还原为银,写出该反应的离子方程式:
(3)写出步骤④的离子方程式:
(4)金和浓硝酸反应的化学方程式为:Au +6HNO3(浓)Au(NO3)3+3NO2↑+ 3H2O,因该反应正向进行的程度极小,所以金几乎不溶于浓硝酸,但金却可以溶于王水,试简要解释之:
(5)写出反应⑤的化学反应方程式
____________________________________________________________________________
正确答案
(共15分)
(1)金属废料(1分)、Cu2+ + 2e→ Cu(2分)
(2)2Ag(NH3)2+ + 2OH—+CH2OH(CHOH)4CHO→CH2OH(CHOH)4COO+ NH4+ + 2Ag↓+ 3NH3 + H2O(水浴加热)(3分)
(3)2AuCl4+ 3SO2 + 6 H2O =" 2Au" + 8Cl
+ 3SO42
+ 12H+(3分)
(4)王水中含有大量的Cl,Au3+与Cl—可生成AuCl4
,使该平衡中Au3+浓度降低,平衡正移,金即可溶于王水。(3分)
(5)3(NH4)2 PtCl6 ="=" 3Pt + 2N2 +18HCl + 2NH3(435℃)(3分)
略
(14分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0
①下列措施可以提高H2的转化率是(填选项序号) 。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强
c.及时分离生成的NH3 d.升高温度
②一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的理是原来的,则N2的转化率a1= ;
若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2 a1(填“>”、“<”或“=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是 。
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H>0
该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如右图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号) 。
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施可以是升高温度
c.在t3~ t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值
(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是 。
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。
若每9.2gNO2和Na2FCO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是 。
正确答案
(1)①(2分)bc
②(2分)12.5%
(2分)>
(2)①(2分)4NH3+5O2 4NO+6H2O
②(2分)ab
(3)①(2分)4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) △H=-103.9kJ/mol
②(2分)2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2
略
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