1、填空题 已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)? ΔH<0;2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)? ΔH<0;
回答下列问题:
(1)从影响速率和平衡的因素分析,要有利于NH3和SO3的生成,理论上应采取的措施是_________________。实际生产中采取的措施分别是__________________。
(2)在实际生产的合成氨过程中,要分离出氨气,目的是____________________________;而合成SO3过程中,不需要分离出SO3,原因是__________________。
参考答案:(1)高温、高压、催化剂?合成氨:高温、高压、催化剂;合成SO3:高温、常压、催化剂?(2)减少生成物浓度,使平衡向生成NH3方向移动?该反应向生成SO3的方向进行程度大,达到平衡后SO2余量较少,故不需要分离SO3
本题解析:根据两个反应的特点:合成氨与二氧化硫的反应均是体积减小、放热的气体反应。所以从提高反应速率和增大反应物转化率来看:选择高温、高压、催化剂的条件均是合理的。但实际上,还要考虑设备的耐压能力、经济技术条件等因素,经过综合分析才能确定生产条件。
本题难度:简单
2、选择题 在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是( )
①废气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来造水泥或炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电
A.只有①②
B.只有①③④
C.只有①②③
D.全部
参考答案:D
本题解析:SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等;污水显酸性可以用石灰乳处理;炉渣和矿灰可作为炼铁的原料;硫酸工业的反应都是放热反应,不但可以自行提供能量,还可以向外界提供能量,以降低成本。
本题难度:一般
3、填空题 (14分)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g) + 3H2(g) ≒ 2NH3(g),其部分工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)?已知: N2(g) + O2(g)
?2NO(g)?ΔH
+180.5kJ/mol?
4NH3(g) + 5O2(g)
?4NO(g) + 6H2O(g)?ΔH
?905kJ/mol
2H2(g) + O2(g)
?2H2O(g)?ΔH
?483.6kJ/mol
则N2(g) + 3H2(g) ≒ 2NH3(g)?ΔH
________________。
(2)?如果工业上,在一定温度下,将1.5 mol N2气体和6 mol H2气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为_______。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__________。
①增大压强?②增大反应物的浓度?③使用催化剂?④降低温度
(3)?合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列方法中的________(填编号),其理由是__________。
①过滤?②蒸馏?③渗析?④萃取
(4)?可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成分为氯化铵)生成,该反应的化学方程式为__________。
(5)?假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水__________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的
,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH__________
(填“大于”、“小于”或“等于”)。
参考答案:(1) ?92.4 kJ/mol?2分? (2)? 0.057 (mol·L?1)?2(可不写单位)2分?①② 2分
(3)?②?两者都是通过改变物质的状态来进行混合物的分离? 2分
(4)? 8NH3 + 3Cl2 → 6NH4Cl + N2?2分? (5)? 25? 2分? <? 2分
本题解析:(1)考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知(①×2-②+③×3)÷2即得到N2(g) + 3H2(g)
?2NH3(g),所以△H=(180.5kJ/mol×2+905kJ/mol-483.6kJ/mol×3)÷2=?92.4 kJ/mol。
(2)?N2(g) + 3H2(g)
?2NH3(g)
起始量(mol)? 1.5? 6? 0
转化量(mol)? x? 3x? 2x
平衡量(mol)? 1.5-x? 6-3x? 2x
所以
解得x=0.75mol
所以平衡常数
。
平衡常数只与温度有关系,所以选项④不正确。催化剂不能影响平衡状态,③不正确。正反应是体积减小的,增大压强平衡向正反应方向移动,增大反应物的浓度平衡也向正反应方向移动,所以答案选①②
(3)氨气易液化,即可以实现气液分离,所以分离方法类似于蒸馏。
(4)氯气极易强氧化性,能把氨气液化生成氮气,而氯气被还原生成氯化氢,氯化氢和氨气反应冒白烟,方程式为8NH3 + 3Cl2 → 6NH4Cl + N2 。
(5)稀释过程中溶质是不变的,所以需取20 mol/L的氨水
。如果盐酸的pH=14-a。则氨水过量,溶液显碱性。因此要使反应后溶液显中性,则盐酸的pH必须小于14-a。
本题难度:一般
4、选择题 下列叙述正确的是
A.合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高H2的转化率
B.硫酸工业中,接触室中热交换器是利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C.氯碱工业采用离子交换膜法,可防止阳极室产生的Cl2进入阴极室
D.钢铁发生吸氧腐蚀时,阴极的反应式为:Fe-2e→Fe2+
参考答案:C
本题解析:略
本题难度:一般
5、选择题 以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是
[? ]
A.发展氢能和太阳能?
B.限制塑料制品的使用?
C.提高原子利用率,发展绿色化学?
D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂?
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单