【化学――选修化学与技术】(15分）氨在国民经济中占有重要地位，下图是合成氨的简要流程：I...

【化学――选修化学与技术】(15分）

氨在国民经济中占有重要地位，下图是合成氨的简要流程：

I.原料气的制备：

(1) 合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加热分馆；请另设计一种从空气中分离出氮气的方法：_________________________________________________________；

(2) 请写出工业上获得氢气的一种方法（用化学方程式表示）____________

II.原料气的净化：、

为防止催化剂“中毒”，原料气在进人压缩机之前必须经过净化、精制处理，“精制”过程通常是将含有少量CO、CO₂、O₂和H₂S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨（)溶液，以获得纯净原料气。其中，吸收CO的反应为：

(3) 为提髙CO吸收率，可采取的有效措施是__________________

(4) 除去氧气时，氧气将氧化为，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是____________；

III.氨的合成：

(5)据报道，科学家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，实现了髙温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图。请写出钯电极A上的电极反应式________________________

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【化学——选修化学与技术】  （15分）

硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题：

（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料，以硫黄为原料的优点是________。

（2）工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃，是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO₂7％；O₂1l％；N₂ 82％）；

利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是：温度________℃，

压强________MPa。

（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO₂的转化率?________（填“是”或“否”），是否可以增大该反应所放出的热量?________（填“是” 或“否”）。

（4）为提高SO₃吸收率，实际生产中用________吸收SO₃。

（5）在催化反应室中设有热交换装置，以下叙述与热交换装置的作用有关的是________（填写序号）。

A．保护环境。防止空气污染         B．充分利用热量，降低生产成本

C．升高温度，提高SO₂的转化率  D．防止催化剂中毒

（6）在硫酸工业尾气中，SO₂是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用

________（填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO₂和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式________。

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（12分）【化学——化学与技术】

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义，下图是工业合成氨的简要流程示意图。

（1）合成氨的原料气往往混有CO2等杂质，在进入合成塔之前需净化，其原因是_______ 。

（2）工业上合成氨选择的适宜条件是：以铁为主的催化剂、_______、________。

（3）沿X路线进入合成塔的物质是_______，这样设计的意义是________。

（4）目前工业制硝酸所采用的主要方法是_______法。

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（15分）硝酸铵在现代农业生产和国防中都占有重要地位，下图是云南天然气化工厂合成硝酸铵的简要生产工艺流程：

回答下列问题：

（1）N2的电子式　　　　　　　　 ，合成氨的反应中，若生成1g氨放出热量a KJ,写出该反应的热化学方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）氨催化氧化的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，

试从化学反应速率和化学平衡原理分析温度、压强对合成氨反应的影响　　　　　　　　　　　　 。

（3）若输送NH3的管道某处发生泄漏，检测的简单方法　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 。

（4）农业生产上长期、过量使用化肥硝酸铵，会加重土壤酸化，原因是（用离子方程式回答）　　　　　　　　　 。

（5）25℃时，将x mol NH4NO3溶于一定量水中，向该溶液中滴加y L氨水后溶液呈中性，则滴加氨水过程中水的电离平衡将　　 （填“正向” “不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的物质的量浓度为　　　　　　　　　　 （25℃时，Kb(NH3·H2O)=2.0 × 10-5　 mol·L-1）。

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＝－92.4 kJ/mol。在该温度时，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4 kJ。其原因是______________。

（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式：　　　　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）设备B的名称是________，其中m和n是两个通水口，入水口是　　　　　 （填“m”或“n”），不宜从相反方向通水的原因　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）设备C的作用是　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是　　　　　　　　　 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是　　 　 　　 　　　　　　 。

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【化学—选修2：化学与技术】（15分）化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证。氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 ΔH=-92.4kJ/mol。在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ。其原因是___________________________________________________________。

（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式：___________________________，　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 。

（3）设备B的名称________________，其中m和n是两个通水口，入水口是　　 　 （填“m”或“n”），不宜从相反方向通水的原因_________________________________。

（4）设备C的作用是____________________________________________________。

（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是_________________________________________________________________________________；

与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是________________________________________。

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【化学——选修2：化学与技术】(15分)

Ⅰ．合成氨工业的主要反应为：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H<O，下图是合成氨的简要流程示意图：

（1）沿X路线进入压缩机的物质是　　　　　　　　　 。

（2）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 ；

（3）下图为氨合成塔，为什么原料气从塔底流经外筒环隙进入，气体在反应前后都要通过热交换器？

Ⅱ．氨是一种重要的化工原料，能制备氮肥、硝酸和纯碱等。

（1）我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，采用联合制碱法，生产流程可简要表示如下：

①写出上述流程中X物质的分子式　　　　　　 。

②沉淀池中发生的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　　　 。

③向母液中通入氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通入氨气的作用有　　　　 。

a．增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出

b．使NaHCO3更多地析出

c．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度

（2）某工厂用氨制硝酸，再进一步制NH4NO3。已知由NH3制HNO3时产率为88％，由NH3被HNO3的吸收率为98％。则该工厂用100吨氨最多能制硝酸铵　　　　　　 吨。

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）

无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿（A12O3、Fe2O3）为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。

（1）氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为　　　　　　　　　　 。

（2）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为　　　　　　 。

（3）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是　　　　　　　　 。

（4）为测定制得的无水AlCl3产品（含杂质FeCl3）的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。

①写出除杂过程中涉及的离子方程式　　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　 。

②AlCl3产品的纯度为　　　　　　 。

（5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3·6H2O脱水制备无水AlCl3，实现这一步的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）生铁中含有一种铁碳化合物（Fe3C），工业上要测定碳元素的质量分数，第一步是在足量的空气中煅烧，生成有磁性的固体，该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　 。

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[化学——选修2：化学与技术]

聚合硫酸铁（PFS）是谁处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

回答下列问题

（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______

（2）酸浸时最合适的酸是_____，写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。

（3）反应釜中加入氧化剂的作用是_________，下列氧化剂中最合适的是____________（填标号）。

A．KMnO4　　　　　 B．　　　　　 C．　　　　 D．

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_______。

（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是______。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为（n为物质的量）。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为__________

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