化學(xué)一化學(xué)與技術(shù)
工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:
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請回答下列問題:
(1)工業(yè)生產(chǎn)時(shí),制取氫氣的一個反應(yīng)為
C0+H2O(g)?CO2+H2   t℃時(shí),向 1L密閉容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸氣.反應(yīng)達(dá)到平衡后,體系中c(H2)=0.12mol?L-1,該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
 (填計(jì)算結(jié)果).
(2)合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù).由此可推知,表中T1
 
573K (填“>”、“<”或“=”
 T/K  T1  573  T2
 K  1.00×107  2.45×105  1.88×103
(3)廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素,化工廠排放的廢水中常含有較多的NH4+和PO43-,一般可以通過兩種方法將其除去.
①方法一:將Ca(OH)2或CaO投加到待處理的廢水中,生成磷酸鈣從而進(jìn)行回收.當(dāng)處理后的廢水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L時(shí),處理后的廢水中c(PO43-)≤
 
mol/L.(已知Ksp[Ca3(PO42]=2×10-33
②方法二:在廢水中加入鎂礦工業(yè)廢水,就可以生成髙品位的磷礦石一鳥糞石,反應(yīng)的離子方程式為Mg2++NH4++PO43-═MgNH4PO4↓.該方法中需要控制污水的pH為7.5?10,若pH高于10.7,鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低.其原因可能為
 
,與方法一相比,方法二的優(yōu)點(diǎn)為
 
分析:(1)根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式結(jié)合三行式計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù);
(2)對于放熱反應(yīng),溫度越高,K越小,反之越大;
(3)①根據(jù)沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算;
②根據(jù)化學(xué)平衡移動原理以及各種方案的差距之處來回答.
解答:解:(1)C0+H2O(g)?CO2+H2,
初始濃度:0.2  0.3     0    0
變化濃度:0.12  0.12   0.12  0.12
平衡濃度:0.08   0.28   0.12  0.12
化學(xué)平衡常數(shù)K=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
0.12×0.12
0.08×0.28
=1,
故答案為:1;
(2)該反應(yīng)是放熱反應(yīng),對于放熱反應(yīng),溫度越高,K越小,T1<573K,
故答案為:<;
(3)①Ca3(PO42沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp=c(Ca2+3?c(PO42-2=2×10-33,當(dāng)處理后的廢水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L時(shí),處理后的廢水中c(PO43-)=
Ksp
c(Ca2+)3
=
2×10-33
23×10-21
=5×10-5mol/L,故答案為:5×10-7
②根據(jù)離子方程式為Mg2++NH4++PO43-═MgNH4PO4↓,若pH高于10.7,液中的鎂離子、銨根離子會和氫氧根離子之間反應(yīng),平衡向著逆反應(yīng)方向移動,鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低,與方法一相比,方法二能同時(shí)除去廢水中的氨,充分利用了鎂礦工業(yè)廢水,
故答案為:若pH高于10.7,液中的鎂離子、銨根離子會和氫氧根離子之間反應(yīng),平衡向著逆反應(yīng)方向移動;能同時(shí)除去廢水中的氨,充分利用了鎂礦工業(yè)廢水.
點(diǎn)評:本題涉及化學(xué)平衡的計(jì)算以及化學(xué)平衡的移動等方面的知識,屬于綜合知識的考查題,難度不大.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?煙臺模擬)【化學(xué)-一化學(xué)與技術(shù)】
過氧化氫常用作氧化劑、漂白劑和消毒劑,可用于甲型H7N9流感消毒.工業(yè)上采用“醇析法”將過氧化氫轉(zhuǎn)化為過碳酸鈉晶體(2Na2CO3?3H2O2,具有Na2CO3和Na2O2的雙重性質(zhì))的生產(chǎn)工藝過程如下:

回答下列問題:
(1)將過氧化氫轉(zhuǎn)化為過碳酸鈉晶體的目的是
為了貯存運(yùn)輸和使用的方便
為了貯存運(yùn)輸和使用的方便
,加入異丙醇的作用是
降低過碳酸鈉的溶解度,有利于晶體的析出
降低過碳酸鈉的溶解度,有利于晶體的析出

(2)生產(chǎn)工藝中將反應(yīng)溫度控制在0~5℃的理由是
低溫下H2O2與2Na2CO3?3H2O2穩(wěn)定,2Na2CO3?3H2O2溶解度更小
低溫下H2O2與2Na2CO3?3H2O2穩(wěn)定,2Na2CO3?3H2O2溶解度更小

(3)穩(wěn)定劑能相互反應(yīng),生成一種不溶物將過碳酸鈉粒子包住,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
MgCl2+Na2SiO3=MgSiO3↓+2NaCl
MgCl2+Na2SiO3=MgSiO3↓+2NaCl

(4)根據(jù)題中有關(guān)信息,請你提出貯存、運(yùn)輸過碳酸鈉晶體中應(yīng)注意(至少兩項(xiàng)):
密封防潮、避免高溫、避免接觸還原性、酸性或二氧化錳、鐵鹽等物質(zhì)
密封防潮、避免高溫、避免接觸還原性、酸性或二氧化錳、鐵鹽等物質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

[化學(xué)一化學(xué)與技術(shù)]鋁是地殼中含量最多的金屬元素,1854年法國化學(xué)家德維爾用金屬鈉還原氯化鈉和氯化鋁的復(fù)鹽,獲得了金屬鋁單質(zhì).1886年,美國人豪爾和法國人海郎特,分別獨(dú)立地電解熔融的氧化鋁和冰晶石的混合物,制得了金屬鋁,奠定了今天大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ).工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的原料是鋁土礦(主要成分為Al2O3,另含有Fe2O3和SiO2),工業(yè)中得到較純氧化鋁的過程如圖所示:
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試回答下列問題:
(1)操作I是一種重要的混合物分離方法,實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該項(xiàng)操作用到的玻璃儀器有燒杯、
 
、
 

(2)經(jīng)分析不溶物A的主要成分為
 

(3)工業(yè)上電解煉鋁的化學(xué)方程式為
 
,若電路中通過1mol電子,可以得到鋁
 
g.
(4)操作Ⅱ中生成不溶物B的離子方程式是
 

(5)為了提高綜合經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常將上述反應(yīng)中的相關(guān)物質(zhì)循環(huán)利用.其部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:
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①上述轉(zhuǎn)化中未涉及四種基本反應(yīng)類型中的
 
反應(yīng);
②寫出③的化學(xué)方程式(該反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中稱為苛化法)
 

(6)科學(xué)研究表明,人體過量攝入鋁元素會嚴(yán)重危害身體健康.請你結(jié)合實(shí)際提出兩條杜絕鋁元素過量攝入的措施:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

[化學(xué)—選修化學(xué)與技術(shù)](15分)

工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸,其生產(chǎn)過程包括氨的催化氧化(催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng))、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題:

⑴氨催化氧化反應(yīng)在一定溫度下(水為氣體)為正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                                和平衡常數(shù)表達(dá)式K=               ,若升高溫度,則K的值      (填“增大”“減小”或“不變”)。

⑵為了提高NH3的轉(zhuǎn)化率,可以采取       。

a.減小壓強(qiáng)b.增大反應(yīng)物濃度c.使用催化劑d.降低溫度e.及時(shí)分離出NH3

⑶原料氣中空氣必須過量,其主要原因是                                         。

⑷將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是                                           。

⑸水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng),其化學(xué)方程式為                            ,

為了提高水對二氧化氮的吸收率,可采取的措施為                              (答2項(xiàng))。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:遼寧省撫順市六校聯(lián)合體2009-2010學(xué)年度高三二模(理綜)試題化學(xué)部分 題型:填空題

[化學(xué)—選修化學(xué)與技術(shù)](15分)

工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸,其生產(chǎn)過程包括氨的催化氧化(催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng))、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題:

⑴氨催化氧化反應(yīng)在一定溫度下(水為氣體)為正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                                 和平衡常數(shù)表達(dá)式K=                ,若升高溫度,則K的值       (填“增大”“減小”或“不變”)。

⑵為了提高NH3的轉(zhuǎn)化率,可以采取       

a.減小壓強(qiáng)b.增大反應(yīng)物濃度c.使用催化劑d.降低溫度e.及時(shí)分離出NH3

⑶原料氣中空氣必須過量,其主要原因是                                          。

⑷將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是                                            。

⑸水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng),其化學(xué)方程式為                             ,

為了提高水對二氧化氮的吸收率,可采取的措施為                               (答2項(xiàng))。

 

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