【題目】工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下,請(qǐng)回答下列問題:
(1)在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中,B設(shè)備的名稱是 ______ ,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ____________________________ 。
(2)此生產(chǎn)過程中,N2與H2合成NH3所用的催化劑是 ____ 。1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨,2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程,示意圖如下:
分別表示N2、H2、NH3 。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面,圖②和③的含義分別是 _____ 、 ___ 。
(3)在合成氨的設(shè)備(合成塔)中,設(shè)置熱交換器的目的是 ;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是 。
(4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物,可用如下兩種方法處理:
堿液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3還原法:8NH3+6NO2=7N2+12H2O(NO也有類似的反應(yīng))
以上兩種方法中,符合綠色化學(xué)的是 ______ 。
(5)某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知:由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量(不考慮其它損耗)的 %。
【答案】(1)氧化爐(1分),4NH3+5O24NO+6H2O(2分) (2)鐵砂網(wǎng)(或鐵)(1分)。N2、H2被吸附在催化劑表面;在催化劑表面,N2、H2中化學(xué)鍵斷裂 (2分)
(3)利用余熱,節(jié)約能源(2分);使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化成HNO3(2分)
(4)NH3還原法(1分) (5)53 (2分)
【解析】
試題分析:(1)在工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中,氨的催化氧化在氧化爐中進(jìn)行,故B設(shè)備的名稱是氧化爐,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。
(2)分析工藝流程知此生產(chǎn)過程中,N2與H2合成NH3所用的催化劑是鐵砂網(wǎng)(或鐵);分析圖示知圖②和圖③的含義分別是N2、H2被吸附在催化劑表面在催化劑表面、N2、H2中化學(xué)鍵斷裂。
(3)合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),在合成氨的設(shè)備(合成塔)中,設(shè)置熱交換器的目的是利用余熱,節(jié)約能源;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是可使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化成HNO3。
(4)堿液吸收法中,只有當(dāng)NO和NO2的物質(zhì)的量之比小于等于1:1時(shí)尾氣才能吸收完全,且生成物亞硝酸鈉有毒,而NH3還原法生成物為氮?dú)夂退瑢?duì)環(huán)境無影響,故兩種方法中,符合綠色化學(xué)的是NH3還原法。
(5)設(shè)生產(chǎn)硝酸的NH3的物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)關(guān)系式:NH3~HNO3和題給信息計(jì)算生成HNO3的物質(zhì)的量為:1 mol×96%×92%=0.88 mol;根據(jù)反應(yīng):NH3+HNO3=NH4NO3知與硝酸反應(yīng)的NH3的物質(zhì)的量為0.88mol,故制HNO3用去NH3的質(zhì)量占總消耗NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=53%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各種變化中,不屬于化學(xué)變化的是
A.向雞蛋白溶液中滴入飽和硫酸銨溶液,析出白色沉淀
B.加熱膽礬得到白色的無水硫酸銅粉末
C.向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液,制取氫氧化鐵膠體
D.向雞蛋白溶液中滴入硝酸鉛溶液,析出白色沉淀
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是
A.濃鹽酸與鐵屑反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.鈉與CuSO4溶液反應(yīng):2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+
C.NaHCO3溶液與稀H2SO4反應(yīng):CO32-+2H+=H2O+CO2↑
D.氫氧化鈉溶液吸收少量SO2氣體:SO2+2OH-=SO32-+H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CO2(g)+3 H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2 II
某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l) H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響):
(5)研究證實(shí),CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在 極,該電極反應(yīng)式是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大,其中A、B、C、D為短周期元素,且只有A、D為非金屬元素。A的氫化物溶于水得到的溶液能使酚酞溶液變紅。B、C、D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物相互之間能夠兩兩反應(yīng),且D原子最外層電子數(shù)是C原子最外層電子數(shù)的2倍。B、E元素同主族,且原子序數(shù)相差8。
(1)E在元素周期表中的位置: 。
(2)寫出金屬銅與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(3)A的氫化物溶于水后的電離方程式為 ;實(shí)驗(yàn)室常用來 制備A的氫化物的化學(xué)方程式為 。
(4)B單質(zhì)在空氣中燃燒后的產(chǎn)物為 ,產(chǎn)物中存在的化學(xué)鍵類型有 ,寫出該產(chǎn)物和水反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:
(1)在合成氨的反應(yīng)中,改變反應(yīng)條件,會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。如下圖像表示隨條件改變,氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)。當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí),變化趨勢(shì)正確的是(選填字母序號(hào))_________,當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí),變化趨勢(shì)正確的是(選填字母序號(hào))_________。
(2)如圖所示三個(gè)容積相同的容器①、②、③,若起始溫度相同,
分別向三個(gè)容器中充入3mol H2和1mol N2,一定條件下反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各容器中NH3物質(zhì)的百分含量由小到大的順序?yàn)椋ㄌ钊萜骶幪?hào))________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O72(橙紅色)、CrO42(黃色)等形式存在,Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問題:
(2)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)隨c(H+)的變化如圖所示。
①離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。
②由圖可知,溶液酸性增大,CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。
③升高溫度,溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】298K時(shí),在20.0mL 0.10mol氨水中滴入0.10 mol的鹽酸,溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0.10 mol氨水的電離度為1.32%,下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該滴定過程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑
B.M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鹽酸體積為20.0 mL
C.M點(diǎn)處的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N點(diǎn)處的溶液中pH<12
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯氣是重要的化工原料。
(1)工業(yè)上常用_______法生產(chǎn)氯氣,寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________。
(2)工業(yè)上常用石灰乳和氯氣反應(yīng)制取漂白粉,化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________。部分流程如右圖所示,其主要設(shè)備是氯化塔,,塔從上到下分四層.將含有3%~6%水分的熟石灰從塔頂噴灑而入,氯氣從塔的最底層通入,這樣加科的目的是___________________________________。
(3)某科研小組在實(shí)驗(yàn)室用較濃的KOH溶液直接吸收氯氣,研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后開始出現(xiàn)KClO3并逐漸增多,產(chǎn)生KClO3的離子方程式是___________________,其原因可能是_____________________,由此可知(2)中氯化塔設(shè)計(jì)為四層是為了減少生產(chǎn)中類似副反應(yīng)的發(fā)生。
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