合成参考资料氨、硝酸、硫酸工业

1、中学化学竞赛试题资源库一一合成氨、硝酸、硫酸工业1 .工业上用氢气合成氨，氢气的主要来源是A水和燃料 B 电解水 C锌与稀硫酸反应D液化空气2 工业上合成氨，为了兼顾反应速率、化学平衡和设备条件等因素，我国目前一般 采用的压强和温度A 常温常压B 1000C,1MPa C 100C,0.1MPaD 500 C,20 50MPa3 工业上合成氨时一般采用500 C左右的温度，其原因是 适当提高NH3的合成速率 适当提高H2或NH3的转化率 提高NH3的产率 催化剂在500 C左右活性最大A B C D 4 合成氨工业常用的 N2和H2在进入合成塔前，必须除去所含各种杂质，是为了A 提高N2、H2

2、浓度 B 减少副反应C防止催化剂中毒D有利于平衡向右移动5.从N2+ 3H22NH3 （正反应放热）的反应看，为了提高氨的平衡浓度，可选用 的条件有A 升温、加压B 降温、加压C 升温、降压 D 降温、降压6 .合成氨时使用催化剂的作用是A 提高N2、H2的浓度B 提高NH3平衡浓度C缩短达到化学平衡的时间D提高合成氨的单位时间产量7 .下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气B加压有利于氨的合成C加催化剂有利于氨的氧化D 500 C左右比室温更有利于合成氨的反应&对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是A 都能提高反应速率，都对化

3、学平衡状态无影响B 都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间C 都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响D 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用9 下列有关合成氨工业的说法中，正确的是A 从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂的效率很低B由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高C 合成氨工业的反应温度控制在 500 C左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动D 合成氨厂采用的压强是 2050MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大10用焦炭、水、空气为原料制氨的化学方程式如下:O C+HQ()CO+Hi

4、C0+HQ伉)=25co2+h3盼册黑皿参加反应的焦炭与氨气的物质的量之比是A3： 4 B 3 : 2 C 2 : 3 D 1 : 211. NO2溶于水制硝酸的反应为 3NO2 （g）+ H2O （I）、J2HNO3+ NO （g）（正 反应放热），为了提高硝酸的产率，硝酸厂实际生产中均采用的措施是A 升温 B 加压 C 通入过量O2 D 降温12 .含杂质SiO2的硫铁矿样品1g，用充足的。2燃烧后称重为0.8g，则硫铁矿中含硫 量为A 10% B 22% C 32% D 40%13. 工业上燃烧梳铁矿制取硫酸（按触法），若要生产1.6t 98%的浓硫酸需要标况下的 空气（设空气中氧气占

5、1/5）多少立方米？3333A 2240m B 4480m C 3360m D 5600m14. 含Fe9 86%的黄铁矿燃烧时损失硫 5%,由SO2转化为SO3时转化率为99%，问 生产98%的硫酸1t，需黄铁矿多少吨A 0.742 B 0.8515 .含FeS? A%的黄铁矿B%的硫酸为A 49WA(1_C%)tC 0.845 D 1Wt，在用接触法硫酸的过程中，损失硫C%，可制得浓度为30B49WA(100 - C)3200B t49WAC%Ct30B30WAC%Dt40B16.充分煅烧黄铁矿 Wg，反应后得到固体 不参加反应，则黄铁矿的百分含量可表示为15P15PAx 100% Bx

6、100% C16N16WNg ,生成 SO2 Pg,3(WWN) x 100%假设杂质在煅烧过程中(W _N)D ( 3W)x 100%17. 在氧气中燃烧0.4g硫和铁组成的化合物样品，使其中硫全部转化为SO2，又全部转化为硫酸，这些硫酸可以跟20mL 0.5mol/L的NaOH溶液完全中和，原化合物中硫的百分含量是A 40% B 46% C 53% D 73%18. 现有1L含SO3为30%的发烟硫酸（密度为1.95g/mL ）,要把它稀释为浓度为 95% 的硫酸，需加入水的体积约为A 120mL B 180mL C 241mL D 300mL19. 用浓硫酸吸收 SO3可得到H2SO4S

7、O3，若用1 00g 98%的硫酸溶液充分吸收 SO3后，再进行稀释，可得到98%的硫酸质量为A 1.98g B 2.00g C 2.22g D 2.42g20. 以下有关接触法制硫酸的论述错误的是A 为提高反应速度和原料利用率，硫铁矿要在“沸腾”状态下燃烧B为防止催化剂中毒，气体在进接触室前要先净化C接触室中热交换器其主要作用是预热末反应的气体和冷却反应后的气体D 吸收塔中SO3从下而上，水从上而喷下，剩余气体从上部出来放空21 .将一定量的NH3完全氧化成硝酸并全部溶解在反应生成的水中，所得这种硝酸的质量百分比浓度为 。（精确到0.1% ）。22. 某化肥厂用NH3制硝酸，再进一步制NH4

8、NO3。已知由NH3制HNO3时产率为88%, 由NH3与HNO3反应制NH4NO3时产率为98%，用100t NH3制硝酸铵时，用于制 HNO3的氨为t,可制出NH 4N0 3t。23. 如果黄铜矿的成分是 CuFeS2和少量的SiO2。已知S的质量百分含量为 a%，则铜 的质量百分含量为 ;如用此矿石1t制硫酸，矿石利用率为 98%，S02的转化率为96%，则可制得98%的硫酸t。24. 把1g含脉石(SiO2)的黄铁矿样品在空气中灼烧，反应后得残渣0.78g,此黄铁矿的纯度是。25. 在合成塔反应中，入口气体体积比为N2 ： H2 : NH 3= 6： 18： 1，出口气体体积比为 N2

9、 : H2 : NH3= 9 : 27 : 8。贝y H2 的转化率为 。26. 已知N2+ 3出，2NH3 (正反应放热)，请回答：(1) 从影响速率的因素分析， 要有利于NH3生成，理论上应采取的措施是 ,从影响平衡的因素分析，要有利于 NH3生成，理论上应采取的措施是 ，而实际生产中采取的措施是 。(2) 在实际生产的合成氨过程中，要分离出氨气，目的是 。27. 用下图装置进行实验。DF回答有关问题：(1) 玻璃管 E内发生反应的化学方程式是 。(2) 小试管C的作用是。(3) 广口瓶 D内盛的试剂是 ，装置D的3个作用是 。(4) 从管E导出的气体成分是 。(5) 装置F中U形管观察到

10、所收集物质的颜色状态是 。(6) 若U形管内收集到的物质很少，分析其原因不可能是 (填标号)。a.装置气密性不好；b.制得的SO2中混有少量H2S杂质使催化剂中毒；c.气流速 度过快。(7) 从U形管导出的尾气的处理方法是 。28某校学生活动小组设计下图所示装置探究工业接触法制硫酸接触室中的反应，并 测定此条件下二氧化硫的转化率。实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀。装置E中溶液褪色。（1） 装置B的三个作用是 ;:。（2）实验过程中，当 V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是（3） 反应停止后，要通过装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量测定已被氧化的二氧 化硫的量时，在

11、滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是（简述过程）D中锥形瓶盛放的溶液可以是（选填序号） 。a.足量澄清石灰水b.足量小苏打溶液c.足量氯化钡溶液d .足量硝酸钡溶液（4） 若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为Wg，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是（选填序号） 。a.装置F增加的质量（ag） b .装置A中亚硫酸钠减少的质量（bg）c.装置B增加的质量（cg）d.装置E增加的质量（dg）29. I .合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途 n.实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是 。固态氯化铵加热分解固体氢氧化钠中滴加浓氨水氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热固

12、态氯化铵与氢氧化钙混合加热ill .为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置（图中夹持装置 均已略去）。实验操作 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹 a b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈 漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹 c、d、e,则A中有氢气发生。在 F出口处收集氢气 并检验其纯度。 关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶 C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。 用酒精灯加热反应管 E,继续通氢气，待无底细口瓶 C内水位下降到液面保持不 变时，打开弹簧夹 b,无底细口瓶 C内气体经D

13、进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。回答下列问题：(1 )检验氢气纯度的目的是 (2) C瓶内水位下降到液面保持不变时，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹 气体的成份是。(3) 在步骤中，先加热铁触媒的原因是学方程式是。A装置内发生的现象是 ，b的原因是，C瓶内。反应管E中发生反应的化30. 工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在 沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应，生成二氧化硫；在接触室内有催化剂存在下二氧化 硫进一步与氧气化合，生成三氧化硫；三氧化硫流经吸收塔时， 采用98.3%的浓硫酸吸收,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。下面的装置是仿照工业上制备硫

14、酸的流程设计出来的。见下图：(1) 写出二硫化亚铁与氧气反应的方程式： (2) 请写出上图甲乙丙丁装置的作用 (3 )写出在催化剂表面所发生的反应的方程式： (4 )在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制与估 计的？(5) 学生为了比较探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水，特用上述装置进行模拟实验。若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因是：(6) 如果要科学地准确地进行探究浓硫酸与水吸收三氧化硫的效果，应该如何操作？(7) 处理尾气的方法有： 31利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：依据上述

15、流程，完成下列填空：（1 ）天然气脱硫时的化学方程式是 （2）n mol CH 4经一次转化后产生 CO 0.9n mol、产生 出mol （用含n的代数式表示（3） K2CO3（ aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是 （多选扣分）（a）相似相溶原理（b）勒沙特列原理（c）酸碱中和原理（4）由KHCO 3分解得到的CO2可以用于 （写出CO2的一种重要用途）。（5） 整个流程有三处循环，一是 Fe（OH）3循环，二是K2CO3 （aq）循环，请在上述流 程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。32 某工厂以天然气、水蒸 气和空气为原料加能源合成氨 的流程如下：上述流程中外热式一

16、级烃 转化器：系指以CH4为燃料在烃 气转化器外面加热使之维持 800 C高温的工业装置。内热式 二级烃气转化器：系指以H2在装置内燃烧为能量维护一级烃 气转化器所生成的 CO与H2O （气）反应生成 CO2和H2所需 1000 C高温的装置。甲烷.外热式转化器1300 V转化器II200 T?冷却器100 T?內热式转化器1000转优器【400 f-II玉洗准洗涤装水汽载负洗涤装苣在编号为iv的反应器中发生如下反应:A CH4+ 2。2= CO2 + 2H2OB CH4+ H2O（g）= CO + 3出C 2CH4+ 3H2O （g） = CO+ CO2 + 7H2 D K2CO3 + CO

17、?+ 出0 = 2KHCO 3E CO+ H2O（g）r CO2+ H2+热 F 2H2+ O2 = 2H2O（1 ）填写下列空白：甲：反应A发生在编号为 的反应器中，它的作用是 乙：反应F发生在编号为 的反应器中，它的作用是 <丙：属于制备合成氨原料气的反应有_ (填编号)，反应D的作用是 。(2)为什么转化反应要分两步一一第一步在400C时进行，第二步在 200C时进行?33. 200t含FeS2为75%的黄铁矿，煅烧损失 10%的Fe$, SO2转化为SO3时的转化 率为96%, SO3的吸收率为95%，可生产98%的硫酸多少吨？34. 含S量为40%的硫铁矿，煅烧时损失硫 5%,

18、 SO2氧化时的利用率 80%硫，计算 制取1t 98%的浓硫酸需这种矿石多少吨。35 .含有FeS2 65%的硫铁矿在煅烧的时候，有1.8%的硫受到损失而混入炉渣，由这种硫铁矿2t可以制得98%硫酸多少吨？36. 某硫酸厂用接触法制硫酸的生产过程中，在锻烧黄铁矿时损失硫为5% (质量分数)；在SO2的催化氧化时有92%的二氧化硫转化为三氧化硫；在吸收塔中损失SO3为0.6% (质量分数)。现有含 FeSz 95%的黄铁矿(杂质不含硫元素)100t，问可制得98%的浓硫酸多少吨？37. 537C、1.01 x 105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、1mol O2,此时 容器

19、的体积为200L。向容器中加入催化剂(固体)并保持恒温恒压，发生反应：2SO2 ( s) +。2 ( s) r J 2SO3 ( s)达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题：(1) 工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是：。(2) 保持上述温度和压强不变，若问容器中只充人2mol SO3并加入固体催化剂，刚 平衡时，SO2的体积分数是多少？容器的体积多少升？(3) 温度仍保持537C,容器体积保持200L不变(恒容)。充入a mol SO2、b mol O2, 并加入固体催化剂，反应达平衡时， SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01 x 105

20、pa。 若 a : b= 2 : 1，求 a 值。38. 氨氧化法可制得 50%的HNO3,加脱水剂可进一步制得 90%的HNO3。某工厂同 时生产50%的HNO3与90%的HNO3,两种产品的质量比为 mm2= x(其中mj为50% HNO 3 的质量，m2为90%HNO 3的质量)。若以17t液氨为原料生产：(1) 导出理论上所需水量 y( L)与质量x的数学表达式(假定NH3的转化率为100% )。(2) 根据导出的数学关系式求出只生产50% HNO 3的所需的水量与只生产 90% HNO 3 的所需的水量。(3 )质量比为多少时，进出的水量保持平衡？此时两种产品的总质量为多少？39.

21、接触法制硫酸是先把 SO2催化氧化成SO3，然后用水和浓硫酸吸收。某工厂接触室“出口气体”中含有 N2、O2和少量SO2及体积分数为10%的SO3。把“出口气体”送 进吸收塔，使SO3转化成发烟硫酸(可以看作是H2SO4与SO3的混和物)，其中SO3的质量分数为20%。请计算：(1 )若发烟硫酸用 H2SO4 XSO3表示，则x的值是多少？(2) 若只用水吸收SO3 (假设吸收完全)生产该发烟硫酸，求出448立方米(已折算 成标准状况)“出口气体”所需用水的质量。(3) 若只用98%的浓硫酸来完全吸收 SO3生产发烟硫40. 接触法制硫酸是先把 SO2催化氧化成SO3，然后用水和浓硫酸吸收。某

22、工厂接触 室“出口气体”中含有 N2、O2和少量SO2及体积分数为10%的SO3。把“出口气体”送进吸收塔，使S03转化成发烟硫酸（可以看作是H2SO4与S03的混合物），其中S03的质量分数为20%。请计算：（1 ）若发烟硫酸用 H2SO4, XSO3表示，则x的值是多少？（2） 若只用水吸收S03 （假设吸收完全）生产该发烟硫酸，求出448m3 （已折算成标 准状况）“出口气体”所需用水的质量。（3） 若只用98%的浓硫酸来完全吸收 SO3生产发烟硫酸，计算出 448m3 （已折算成 标准状况）“出口气体”回流需用 98% H2SO4的质量。41. 接触法制硫酸是先把 SO2催化氧化成SO

23、3,然后用浓硫酸吸收得到的SO3。某工厂催化塔“出口气体”中含N2、O2、少量SO2和10%（体积）的SO3。把出口气体送进吸收塔，使SO2转化成98%（质量）的H2SO4和“发烟H2SO4” 是H2SO4和SO3的混合 物，其中含20%（质量）的SO3】。（1 ）设上述工厂只生产发烟 H2SO4； 算出吸收1000m3出口气体所需要的水的质量（温度为273K，压力为101.3 kPa）; 算出每1000m3出口气体在上述条件下生产的发烟硫酸的质量。（2）设上述工厂只生产 98% H2SO4； 算出1000m3出口气体所需的水的质量； 算出同时生产的98% H2SO4的质量。（3） 设上述工厂

24、同时生产发烟H2SO4和98% H2SO4 （两种产物的质量比 x = mm2, m1和m2分别是发烟H2SO4和98% H2SO4的质量）： 导出数学表达式，用来描述每1000m3出口气体所消耗的水的质量同上述x间的关系； 说明问题1和2中得到的有关数据是否符合你导出的数学表达式。42. 合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，下表表示在一定温度和压强作用 下达到动态平衡时氨的含量。达到平衡时混合气中氨的含量（体积百分比）（氮气和氢气 的体积比是1 : 3）'10020030060010002008L586.489.998.8300S2.064,271.084.292.640025

25、J3出247.065.279.850010.619.126.442.257.5右图是一透热性能很好的坚固容器，活塞C可左右移动。其总体积为44.8L，现将400C、300大气压的氢气 33.6L和400C、300大气压的氮气11.2 L充入容器中，当两者 反应达到动态平衡时，若保持混合气体的压强仍为400 C和300大气压，求：（1）容器是向外界放热，还是吸热？（2）试计算充入容器中氮气质量是多少克？（3）活塞C要向左倒移动的距离与容器全长之比是多大?43. 某工厂处理含二氧化硫废气时采用“将二氧化硫转化为硫酸铵”的方法。该厂初步处理后的废气中氧气的体积分数为 10%，二氧化硫的体积分数为 0

26、.2%。使该废气在400 C 时以5m3/h的速率通过催化剂层，与速率为20L/h的氨气混合，再喷水使之发生反应：2NH3 + H2SO4= (NH4)2SO4。将得到的溶液在结晶装置中处理，可得到硫酸铵晶体。将气体都折 合为标准状况进行下面的计算：(1 )该工厂为什么将废气以 5m3/h的速率与速率为20L/h的氨气混合为最佳配比？(用 计算说明)(2)若该厂每天排放10000m3这种废气，按上述方法该厂每月(按 30天计算)可得 到硫酸铵多少吨？消耗氨气多少立方米？44. 为了防治环境污染并对尾气进行综合利用，某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2,再向吸收液中加入浓硫酸，以制取高浓度的SO2及

27、(NH 4)2SO4和NH4HSO4固体。为测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体的组成，现称取该样品4份，分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00rnL ,加热至120C左右，使氨气全部逸出(NH 4)2SO4和NH4HSO4固体的分解 温度均高于200 C，测得有关实验数据如下(标准状况) ：实验序号样品的质量/ gNaOH溶液的体积/ mL氨气的体积/ LI7.440.001.68n14.840.003.36出22.240.001.12IV37.040.000.00(1 )实验过程中有关反应的离子方程式。(2) 由1组数据直接推测；标准状况下3.7g样品进行同样实验时，生成氨气

28、的体积为t。(3) 试计算该混合物中的(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比是 。(4) 欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第 组数据。45. 接触法制硫酸排放的尾气中，含少量的二氧化硫。为防止污染大气，在排放前设 法进行综合利用。(1) 某硫酸厂每天排放的 10000m3尾气中含有0.2% (体积百分数)的二氧化硫，问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到kg石膏(CaSO4 2H2O)。(2) 如果将一定体积的尾气通入100mL 2mol/L的氢氧化钠溶液使其完全反应，经测 定所得溶液含有16.7g溶质。试分析该溶液的成分，并计算确定各成分的物质的

29、量。(3) 工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠。调节尾气排放的流 量，以取得二氧化硫与氢氧化钠间物质的量最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设n (SO2)、n (NaOH )、n (NaHSO3)分别表示二氧化硫、氢氧化钠和亚硫酸氢钠的物质的 量，且n(SO2)/n(NaOH) = x，试写出x在不同取值范围时，n(NaHSO3)的值或n( NaHSO3) 与n (SO2)、n (NaOH )间的关系式(不要求全部填满)。xn (NaHSO3)46合成氨原料可以由天然气制取其主要反应为：CH4 (g) + H2O (g)i CO (g)+ 3出(g)(1) 1m3 (标准状

30、况)CH4按上式完全反应，产生 H2mol。(2) CH4 和 02 的反应为：2CH4 (s) + 02 (s)f 2C0 (g)+ 4H2 (s)。设CH40同时和H2O (g)及02 (g)反应，1m3 (标准状况)CH4按上述两式完全反应, 产物气体的体积(标准状况)为 。(3) CH4和H20 (g)及富氧空气(02含量较高，不同富氧空气氧气含量不同)混合 反应，产物气体组成如下表：气体COH2N2O2体积/L2560152.5计算该富氧空气中 。2和N2的体积比V(02)/V(N 2)。(4 )若CH4和 出0 (g)及富氧空气混合反应的产物中，V(H2)/ V(N 2)= 3 :

31、 1 (合成氨反应的最佳比)。则反应中的H20 (g)和富氧空气的体积比为何值？47. 在硝酸生产过程中所排放出来的废气中含有NO和NO2，它们污染环境。(1) 现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体(填名称)直接排入空气中，写出有关反应的化学方程式 。假设NO和NO?物质的量之比恰好为1 : 1,则两者的混合物相当于一种酸酐。(2) 写出由烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式。(3) 若用碱液吸收法处理尾气。将含有NO、NO2的废气通入NaOH溶液中，NO、 NO2转化为NaNO3、NaNO2而被吸收，消除了污染。2NO2+ 2NaOH = NaNO 3+ NaNO2+ H 2O NO + NO

32、2+ 2NaOH = 2NaNO 2 十 出0 下列气体中不可能完全被过量NaOH溶液吸收的是A 1mol O2 与 4mol NO 2B 1mol NO 与 4mol NO 2C 1mo| O2 与 4mol NOD 1mol NO 与 4mol NO 2 若Yno2 ： Vno = x，则x在什么取值范围内，NO、NO2混和气体可能被过量 NaOH溶液完全吸收。答：48. 硫铁矿高温下空气氧化产生二氧化硫：4Fe&+ 1102 8SO2 + 2FqO3设空气中N2、02的含量分别为0.800和0.200 (体积分数，以下气体含量均用体积分 数表示)，试完成下列各题：(1) 1.00

33、mol FeS2完全氧化，需要空气的体积(标准状况)为 L(2) 55L空气和足量FeS2完全反应后，气体体积(同温同压)变为L(3) 用空气氧化FeS2产生的气体混合物中，Bb(L)A02的含量为0.0800，计算SO?的含量。(4 )设FeS?氧化产生的气体混合物为100L ,其中。2为aL, SO2为bL。 写出a和b的关系式 在右图中画出a和b的关系曲线(FeS2氧 化时，空气过量 20%)说明：为方便作图，纵坐标用13b表示B组49. 采用循环操作可以提高原料的利用率，下列工业生产中，没有采用循环操作的是A 硫酸工业B 合成氨工业C 硝酸工业 D 氯碱工业50. 在NH3、HNO3、

34、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是A 使用吸收塔设备B 使用尾气吸收装置C使用出作原料D使用催化剂51 在用接触法制硫酸的过程中，若将接触室内混合气体突然冷却到150C，有白色晶体析出，此晶体是A硫酸酐 B 固态氧 C亚硫酸酐D硫黄52. 将三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物叫做“发烟硫酸”，通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今将 0.1185g发烟硫酸试样溶于水，用0.125mol/L的NaOH标准溶液滴定。用去此标准溶液20mL恰好中和，则试样中 SO3的质量分数为A 15% B 17% C 34% D 60%153. 参考右图中温度、压强对平衡氨的百分含量的关系，试 评判当前合成氨

35、的最有前途的研究发展方向是A研制耐强高压的合成塔B采用超大规模生产以提高经济效益C提高分离技术D研制低温催化剂54. 工业制取硫酸是一种连续的生产过程， 今测知进入接触室时混合气体 （396K, 8kPa, 主要成分为 SO2、O2、N2）的流量为1.0m3/s,从接触室导出气体（792K, 8kPa）的流量 为1.8m /s，与此有关的以下说法中正确的是A单位时间内从接触室进入的气体与导出的气体的物质的量之比为10:9B 导出气体中SO3所占的体积分数为 2/10C 此反应中SO2的转化率一定为 20%D SO2的催化氧化反应是吸热反应有催化剂 的合成塔压编机f热交换器-*杼騷器*1 Mft

36、ltX55.下面是合成氨的简要流程示意图:皿灯体积） 已（3休积）沿X路线回去的物质是A N2和H2 B 催化剂 C N2 D H256. 在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因两者都是正确的 是A硫铁矿燃烧前粉碎得越细越好，因为大块的硫铁矿燃烧不完全B从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应C SO2氧化为SO3时需使用V2O5催化剂，这样可以提高 SO2的转化率D 用98.3%的硫酸吸收SO2,目的是为了防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全57. 下列有关化工生产的设备、原料和反应条件等项均正确的是A 合成氨：合成塔、空气、水和焦炭、铁触媒、500C、3X 1

37、07PaB 氨氧化法制硝酸：沸腾炉、氨气、铂铑合金、800 CC 接触法制硫酸：氧化炉、硫铁矿、V2O5、400 c 500 CD 炼钢：转炉、白口铁、生石灰、1600 C58 下列关于化工生产原理的几种叙述中，均不符合目前工业生产实际情况的是 A 在催化剂作用下氨被空气氧化，将两次氧化的产物被水吸收制成硝酸 B氯气和氢气混和在光照条件下生成氯化氢，用水吸收成盐酸C二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，再在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸D 用硝酸镁作吸水剂，将稀硝酸浓缩蒸馏得96%以上的浓硝酸59氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工厂产品之一。目前，世 界上采用的合成氨技术是德国人哈伯在1905年发明的

38、.他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖、哈伯法合成氨需要在2050MPa的高压和500C的高温下，并用铁催化剂，且氨转化率仅10%15% .然而，2001 年有两位希腊化学家在美国科学杂志上发表文章，在常压下把氢气和用氦稀释的氮气分别通入一个加热到570C的电解池(如图)，氢气和氮气在电极上合成了氨，而且转化率可高达78% !(图中涂黑处表示新法合成氨中所用的电解质，它能传导H )。下列说法不正确的是A 新法合成氨的电解地中可以用水溶液作电解质 B新法合成氨的电解池中不能用水溶液作电解质C 新法合成氨的阳极反应为：3H2- 6e= 6H +D 新法合成氨的电解反应为：N2+ 3H2空L2NH3

39、60. 绿矶用途极广，古代制备硫酸的方法是先将绿矶在加热的条件下制得FeSO4,然 后在高温下使FeSO4分解制得SO3，最后将SO3用水吸收即可得到硫酸。试写出反应方程式。61. 合成氨工业中，原料气(N2, H2及少量CO , NH3的混合气)在进入合成塔前常 用Cu(NH 3)2Ac溶液来吸收原料气中的 CO,其反应为：Cu(NH 3)2Ac + CO + NH3-Cu(NH 3)3Ac CO + Q(1) 命名：Cu(NH 3)2Ac (2) 必须除去原料气中的 CO的原因是 ;(3) Cu(NH 3)2Ac吸收CO的生产适宜条件应是 ;(4) 吸收CO的Cu(NH 3)2Ac溶液经适

40、当处理后又可再生，恢复其CO的吸收能力以供循环使用，Cu(NH 3)2Ac再生的适宜条件是 。62. 下图所示是现今常规的生产发烟硫酸和硫酸的流程图。Kmp一一(1) 在处投入的液态原料是什么？(2) 在处发生1500 C的“不完全燃烧”，即先混入少量干燥空气，然后再在处于 700C下再继续燃烧。试说明，为何这种燃烧方式对环境保护是有利的？(3) 在处二氧化硫被催化氧化成三氧化硫。试问：为使三氧化硫的产率高，该处 应采取等温过程还是绝热过程为宜？(4 )为何二次催化炉是必须的？(5) 处的气体混合物主要是氮气和三氧化硫。为什么气体混合物通过吸收塔后 不立即通入二次催化炉？63. 硫酸厂为保证正

41、常生产，每小时需检验一次炉气中SO2的体积分数。方法是使炉 气通过含淀粉的10mL 0.05mol/L的碘溶液，使溶液的蓝色恰好消失， 这时没有发生变化的 剩余气体在标准状况下为 101mL。(1 )写出反应的化学方程式 ;(2)炉气中SO2的体积分数为 。64. HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法，将中间 产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的。(1) 工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸，生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失)。 试写出上述反应的化学方程式。 设循环操作的次数为 n,试写出NO2tHNO3转化

42、率与循环操作的次数 n之间关系 的数学表达式。 计算一定量的二氧化氮气体要经过多少次循环操作，才能使95%的二氧化氮转变为硝酸？(2) 上述方法制备的HNO3为稀HNO3,将它用水稀释或蒸馏、浓缩可制得不同浓度例如,的HNO3。实验证明：不同浓度的HNO3与同一金属反应可镁与硝酸反应实验中，测得其气相产物有H2、N2、NO、NO2，液相产物有 Mg(NO3)2, NH4NO3和 出0。生成这些 产物的HNO3浓度范围为：H2： Cv 6.6mol/L ; N2和NH4 C v 10mol/L ; NO : 0.1mol/L v C v 10mol/L ; NO2 : C > 0.1mol

43、/L o各气相产物成分及含量随 HNO 3浓度变化曲线如 右图所示。 写出Mg与11mol/L的HNO3反应的方程式； 960 mg Mg与1L 4mol/L的HNO 3恰好完全反应， 收集到224 mL气体(，试通过计算写出反应方程式。C组65. 我国有丰富的黄铁矿资源，为什么一般用它来制硫酸，而不用于炼铁？66. 在氮的化合物的生产中，其中有以下的工艺过程，请你解释：(1) 合成氨反应未达平衡，但又接近平衡时，从氨合成塔中放出的气体具有怎样的 反应速度？(2) 循环气的一部分未返回氨合成塔中，而不断地由一个循环周期中放出？(3) 在生产NO的接触器中，当接触时间为 10“S时，达到NH3转

44、化为NO的最大 限度。当接触时间变化时，会发生怎样的不良过程？为什么气流的实际速度要保持稍大于 对应于最大转化率的速度？67. 在氮的化合物的生产中，其中有以下的工艺过程，请你解释：(1) 合成氨反应未达平衡，但又接近平衡时，从氨合成塔中放出的气体具有怎样的 反应速度？(2) 循环气的一部分未返回氨合成塔中，而不断地由一个循环周期中放出？(3) 在生产NO的接触器中，当接触时间为 104S时，达到NH3转化为NO的最大 限度。当接触时间变化时，会发生怎样的不良过程？为什么气流的实际速度要保持稍大于对应于最大转化率的速度？68. 化学工业特别注重化学工艺的探索，电解法是科学家不懈探索的课题。下面

45、列举H2 N2 NH3 H2两例：(1 )上采用的合成氨技术是德国人哈伯在1905年发明的。他因此获得了 1918年度诺贝尔化学奖。 哈伯法合成氨需要 2050MPa 的高压和500C的高温下，并用铁催化剂，且氨转化率仅10%15%。 然而，2001年有两位希腊化学家在美国科学杂志上发表文章， 在常压下把氢气和用氦稀释的氮气分别通入一个加热到570 C的电解池(如图)，氢气和氮气在电极上合成了氨，而且转化率可高达78%!试问：新法合成氨的电解池中 (填“能”、“不能”)用水溶液作电解质，原因是 ? 新法合成氨中所用的电解质(图中涂黑处)能传导H+,则阳极反应为 ，阴极反应为 ，总反应式为 。(

46、2)葡萄糖酸钠是一种重要的物质，工业上通常用NaCIO氧化法或空气氧化法制备。 据2002年的化学世界杂志报道：最近，我国化学家摸索出在碱性介质中电解葡萄糖 法制备葡萄糖酸钠，其过程是：将葡萄糖水溶液(可表示为C6H12O6H2O)进行电解，并同时滴加NaOH溶液。电解过程中需维持较稳定的pH值。试问： 在电解过程中，电解质溶液的pH值降低，其原因是 。 制备葡萄糖酸钠的电解方程式为 。参考答案(64)1 A2 D3 B4 C5 B6 C、D7 A8 C9 B10 A11 C12 C13 C14 A15 A16 B、C17 A18 C19 C20 D21 77.8%22 53.2t; 215.

47、8t23 a% 0.0249a24 66%25 25%26 ( 1)高温、高压、催化剂低温、高压 适当温度、高压、催化剂2) 减少生成物浓度，使平衡向生成氨方向移动27 ( 1)2SO2 +。22SO3(2)防止倒吸 J3) 浓硫酸；干燥 SO2；使SO2和02两种气体混合均匀；通过观察气泡控制 气体比例和气流速度(4) SO3、SO2、02(5) 无色固体(或白色固体)(6) b(7) 用NaOH溶液吸收(或用 Na2CO3溶液吸收)28 ( 1)干燥O2和SO2使O2和SO2混合均匀便于通过观察气泡的速率，控制O2和SO2的比例(2)该反应是放热的可逆反应，温度过高平衡逆向移动，不利于SO

48、3的生成，且影响催化剂的活性。3)向锥形瓶中滴加 Bad?溶液，直至沉淀量不再增加(或静置后向上层清液中滴入 BaCl2溶液，若产生沉淀，继续加入BaCl2溶液后，重复上述过程至清液中不再产生沉淀) c(4) a d233100%W a +d+2336429 ( 1)排除空气，保证安全N2H2(2) 锌粒与酸脱离尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率(3) 铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率铁剋媒N2+ 3出 一-2NH330 ( 1) 4FeS2+ 1102= 2Fe2Oa+ 8SO2(2) 接触室、吸收塔(3) SO2+ 02 = 2SO3(4) 净化二氧化硫和氧气。(因为三氧

49、化硫很易跟水蒸气化合生成酸雾，会影响二氧 化硫跟氧气的化合，以及三氧化硫的吸收。)(5) 可以通过调节气阀，控制气体流量，观察甲装置的冒泡速率估计。(6) 原因有两个：浓硫酸对三氧化硫的吸收效果远好于水，三氧化硫被浓硫酸完全 吸收了；插入浓硫酸溶液的导管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大，三氧化硫气体往水中冒出来了，与水蒸气化合形成酸雾。(7) 用碱液吸收。31 ( 1) 3H2S+ 2Fe(OH)3f FqS3 + 6H2O(2) 27n(3) b(4)(5)生产纯碱(或作制冷剂等)32 (1)甲：i该反应放出的热量使得反应C在800C下进行乙：ii它放出的热量使反应F在1000C下进行

50、丙：B、C、E 除去氢气中的 CO2(2) 400 C时能加快反应 E CO + H2O (g)CO2 +出+热 的速度，缩短平衡到达所需要的时间。因该反应是放热反应，故在200C时有利于提高 CO的转化率。33 205.234 1.0535 2.1336 142.55t37 ( 1)常压下，三氧化硫的含量已达到91%，从降低成本考虑，没有必要再加压(2) 6%, 137.5L(3) 2.938 ( 1) y= (225x 99)/(5x + 9)( 2) 45t(3) 81t39 ( 1) 0.306(2) 2.76 X 104 克 (3) 4.43 X 1054540 (1) 0.306(

51、 2) 2.76 X 10 g(3) 4.43X 10 g41 (1) 61.5kg418.6kg(2) 89.2kg 446.4kg(3) w= (65.6x + 89.3)/(1.07x + 1) 问题 1 中，全部生产发烟H2SO4： x”。此 时，w = 61.3kg，与问题1求解所得61.5kg接近；问题2中，全部生产98% H2SO4, x th。此时，w = 89.3kg，与问题2求解所得89.2kg接近。因而所推得数学表达式 是正确的，该式可计算生产吸收含 SO3 10%的1000m3出口气体、生产任何给定比例的 发烟H2SO4和98% H2SO4所需水量。42 ( 1)放热(

52、2) 1.7kg(3) 0.2443 ( 1)每小时排出的废气中 SO2的体积为10L。每小时送入氨的体积为20L，所以NH3与SO2的体积比或物质的量比均为2 : 1，恰与反应方程式中反应物系数之比为2 : 1致：2SO2+ O2 = 2SO3 ； 2NH 3+ SO3+ H 2O= (NH 4)2SO4(2) 3.5t, 1.2X 103m44 ( 1) H + OH = H2O NH4+ + OH = NH3 T + H2O(2) 0.84L(3) 1 : 4(4) 川 第I、n组NaOH均未用完，第”组NaOH太少，还不够中和 J。c(NaOH)=5mol/L。45 ( 1)2) Na

53、HSO3 0.1mol; Na2SO3 0.05mol(3) xw 1/20; 1/2vxv 1 2n(SO2) n(NaOH) ; n1 n(NaOH)46 ( 1) 133.9(2) 3m v V v 4m (3) 2 : 3(4) 1 7a/347 ( 1)氮气略2) NO和NO?按物质的量1:l混合，则相当于亚硝酐 N2O3,其反应是：N2O3 + 2NaOH =2NaNO? + H 2。(3)D 当x> 1时，NO、NO2混合气体可以被过量 NaOH溶液完全吸收48 (1) 308(2) 52(3) 0.0923nw A(4) 13b= 200 10a49 D50 D51 A5

54、2 A53 D54 A55 A56 D57 A58 B、C59 A60 FeSO4 7出0FeSO4+ 7出02FeSO4Fe2O3+ SO? f + SO3 fSO3+ 出0 = H 2SO461 ( 1)醋酸二氨合铜(I)2)防止催化剂中毒(3) 低温、加压(4) 高温低压62 ( 1)生产硫酸的主要原料有硫铁矿和硫磺，在处投入的液态原料只能是液态硫。2) 硫酸工业的第一步是生产二氧化硫，在处投入液态硫进入燃烧炉的物质，除硫外还有干燥的空气。空气中带入氮气，在很高的温度下，女口1500 C时，空气中的氮气和氧气反应生成有毒的氮化物。若通过控制供燃烧硫的氧量，使硫的燃烧不完全，氧消耗在硫燃烧上，即使过程中生成了氮氧化物，由于硫过量，氮氧化物也会与之反 应。在温度较低，如 700 C下，使剩余的硫氧化，不致于生成氮氧化物，所以这种燃 烧方法对环境保护有利。3) 从二氧化硫氧化成三氧化硫的反应来看，2SO2 + O22SO3是一个放热反应。由于催化剂