專題04化工生產(chǎn)

-思-------維-------導(dǎo)-----圖)

工業(yè)制硫酸反應(yīng)原理

化工生產(chǎn)J接觸法制硫酸

工業(yè)合成氨

1.工業(yè)制硫酸反應(yīng)原理

(1)主要原料：硫磺或硫鐵礦，其中硫磺制酸具有生產(chǎn)流程短，“三廢”治理量較少等優(yōu)勢(shì)，因而今后

以硫磺制取酸為主要發(fā)展趨勢(shì)。

(2)根據(jù)工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理，生產(chǎn)過(guò)程通?？梢苑譃樵鞖?、轉(zhuǎn)化、吸收三個(gè)主要階段

2.接觸法制硫酸

(1)接觸法制硫酸：

A.轉(zhuǎn)化器出來(lái)的氣體主要包括：,原料氣要通過(guò)除塵、干燥等凈

化處理，目的是_____________________________________________「

B.使用98.3%的硫酸而不是直接用水來(lái)吸收三氧化硫的原因：_使用水吸收三氧化硫會(huì)導(dǎo)致大量酸霧妨礙

吸收_________________

化學(xué)反應(yīng)方程式壓強(qiáng)溫度催化劑

催化劑

so的氧化2so2+。2=2s。30.1MPa（常壓）400℃~500℃V2O5等

2△

3.硫酸工業(yè)中熱能的合理利用及三廢處理

硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的三個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng),為了充分利用這些熱量，在生產(chǎn)過(guò)程中，沸騰爐外設(shè)置

廢熱鍋爐回收高溫廢熱,把熱交換器和轉(zhuǎn)化器合為一體,將二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫時(shí)放出的熱量

及時(shí)導(dǎo)出用來(lái)預(yù)熱進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的原料氣。

（1）廢氣：硫酸工業(yè)的尾氣中含有的有毒氣體是以屋，用氨酸法處理尾氣的化學(xué)方程式分別為:

（2）廢水：沒(méi)有被污染的冷卻水可以被—；若排出的是酸性廢水，一般使用石灰乳等中和處理，反應(yīng)的

離子方程式為。

（3）廢渣：以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸，廢渣的主要成分是—、硫化亞鐵及少量有害物質(zhì)。用廢渣可以

煉制的金屬是o

3.工業(yè)合成氨

（1）合成氨的適宜條件探究：N2（g）+3H2（g）U2NH3（g）+Q（Q>0）

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)平衡混合物中NH化學(xué)反應(yīng)速率與

反應(yīng)條件3

的影響含量的影響化學(xué)平衡綜合考慮

________（填“加快”或________提高NH3含量影響一致，應(yīng)_______壓強(qiáng)

增大壓強(qiáng)

“減慢”）（填“有利”或“不利”）（填“增大,或“減小”）

________提高NH3含量影響___________

升高溫度

（填“有利”或“不利”）溫度控制要適宜

使用_____影響用合適催化劑

催化劑（填“有"或‘沒(méi)"）有利于加快反應(yīng)速率

增加反應(yīng)平衡向—反應(yīng)方向移影響一致

物濃度動(dòng)（填“正”或跡）應(yīng)________反應(yīng)物濃度

，合成氨的合理生產(chǎn)條件：①使用為催化劑②一定程度的加壓③溫度控制在催化劑的活性

溫度（500℃）④及時(shí)分離

1.已知工業(yè)上真空煉鋤（Rb）的化學(xué)方程式為2RbCl+MgUMgCb+2Rb（g）,對(duì)這一反應(yīng)能進(jìn)行的最合理的解

釋是

A.上述反應(yīng)為可逆反應(yīng)

B.鎂的金屬活動(dòng)性比鋤的強(qiáng)

C.氯化鎂的熱穩(wěn)定性比氯化鋤的強(qiáng)

D.鋤的沸點(diǎn)比鎂的低，當(dāng)把鋤抽走時(shí)反應(yīng)向生成鋤的方向進(jìn)行

2.在接觸法產(chǎn)生H2sCU的過(guò)程中，對(duì)“廢氣、廢水、廢渣、廢熱”的處理正確的是()

①?gòu)U氣用氨水處理②污水用石灰乳處理③廢渣用來(lái)造水泥或煉鐵④設(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸氣來(lái)供熱

或發(fā)電

A.只有①②B.只有①③④C.只有①②③D.全部

I客鬲巾

3.已知工業(yè)上真空煉鋤的反應(yīng)方程式為：2RbCl+Mgb1一aMgCL+2Rb(g),對(duì)于此反應(yīng)，能夠進(jìn)行正

確解釋的是

A.鋤比鎂金屬性強(qiáng)

B.氯化鎂比氯化鋤難溶

C.高溫下，鎂離子得電子能力比鋤離子弱

D.鋤的沸點(diǎn)比鎂低，當(dāng)把鋤蒸氣抽走時(shí)，平衡向右反應(yīng)方向移動(dòng)

4.已知工業(yè)上真空煉鋤的反應(yīng)如下：2RbCl+MgMgCl2+2Rb(氣)，對(duì)此反應(yīng)能夠進(jìn)行的正確解釋是

A.Mg比Rb的金屬性強(qiáng)

B.鋤的沸點(diǎn)比鎂低把鋤的蒸氣抽走后平衡向正方向移動(dòng)

C.MgCL對(duì)熱的穩(wěn)定性比RbCl強(qiáng)

D.高溫下Mg2+得電子的能力比Rb+強(qiáng)

5.IA族、IIA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛。鉞及其化合物的性質(zhì)與鋁十分相似。工業(yè)上制備下列物質(zhì)

的生產(chǎn)流程合理的是

CO2NH3加熱

A.飽和食鹽水制備純堿：NaCl溶液-tNaHCO3tNa2CO3

石灰乳加熱電解

B.從海水中提取鎂：海水fMg(0H)2-MgO-Mg

MnO2石灰乳

C.工業(yè)上制備漂白粉：濃鹽酸-C12一漂白粉

加熱

高溫催化劑98.3%濃硫酸

D.黃鐵礦制備硫酸：FeS2—S02->S03-發(fā)煙硫酸

°2。2加熱

6.工業(yè)制硫酸的一步重要反應(yīng)是SO2在400~600℃下的催化氧化：2so2(g)+Ch(g)U2so3(g),這是一個(gè)正

反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，下述有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.使用催化劑可加快反應(yīng)速率，提高SO3產(chǎn)率

B.其它條件保持不變，溫度越高，速率越快，生產(chǎn)效益越好

C.實(shí)際生產(chǎn)中選定400?600℃作為操作溫度，其原因是在此溫度下催化劑的活性最高，SO2能100%轉(zhuǎn)化

為SO3

D.增大壓強(qiáng)可以提高SO3產(chǎn)率，但高壓對(duì)動(dòng)力和設(shè)備要求太高，會(huì)增加生產(chǎn)成本

7.下列化工生產(chǎn)中不涉及氧化還原反應(yīng)的是

A.工業(yè)制玻璃B.工業(yè)制硫酸C.工業(yè)制硅D.工業(yè)制硝酸

8.密閉容器中發(fā)生的某化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)的分子數(shù)目隨時(shí)間變化情況如圖1所示，物質(zhì)Y和Z的質(zhì)量隨

時(shí)間變化情況如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是

分

子

數(shù)

目

A.該反應(yīng)前后分子總數(shù)保持不變

B.參加反應(yīng)的X與Y的質(zhì)量比為2:7

C.該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為2X+Y=Z

D.若Z的相對(duì)分子質(zhì)量為17,則Y的相對(duì)分子質(zhì)量為28

9.NH3和HNO3是重要的工業(yè)產(chǎn)品，如圖為合成氨以及氨氧化制硝酸的流程，下列說(shuō)法正確的是

N2,H2

濃硝酸

A.從氨分離器中又回到合成塔中的物質(zhì)只有N2

B.氧化爐中的氣體只有NO

C.尾氣中的少量NO、NO2可以用NH3來(lái)處理，在催化劑作用下生成有毒的氣體

D.吸收塔中通入空氣的作用是使NO、NO?完全轉(zhuǎn)化為HNO3

10.下列說(shuō)法正確的是

A.某溫度下，反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2O(g)UCH3CH2()H(g),在密閉容器中達(dá)到平衡，恒容下，充入一

定量的CH?=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大

B.恒溫恒容情況下，發(fā)生反應(yīng)：X(g)+3Y(s)U2Z(g),當(dāng)混合氣體密度保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平

衡

C.合成氨工業(yè)中，恒溫恒容情況下，充入惰性氣體He,體系壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大

D.某溫度下，可逆反應(yīng)mA（g）+nB（g）UpC（g）的平衡常數(shù)為K,若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移

動(dòng)，則m+n>p,并且K增大

11.合成氨反應(yīng)為N2（g）+3H2（g）U2NH3（g）。圖1表示在一定溫度下此反應(yīng)過(guò)程中的能量變化。圖2表

示在2L的密閉容器中反應(yīng)時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起

A.該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，由圖1可得加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，E和AH都減小

B.圖2中。?lOmin內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v（H2）=0.045mol,LT】?minT,從llmin起其他條件不變，壓

縮容器的體積為1L,貝UMM）的變化曲線為d

C.圖3中，a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物電的轉(zhuǎn)化率最高的是b點(diǎn)

D.該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=嘉%,圖3中Ti和T2表示溫度，對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為K”K2,

貝hT1>T2,K1>K2

12.工業(yè)合成氨是重要的人工固氮的方式，在一個(gè)恒容容器中充入N2（g）和H2（g）,一定條件下發(fā)生反應(yīng)

催化劑

N（g）+3H（g）U2NH（g）,若溫度保持不變，下列說(shuō)法正確的是

22高溫高壓3

A.當(dāng)充入足夠N2（g）后，H2（g）會(huì)全部轉(zhuǎn)化

B.升溫可以加快化學(xué)反應(yīng)速率故工業(yè)合成氨時(shí)溫度越高越好

C.正、逆反應(yīng)速率相等時(shí)，N2與H2濃度比一定是1：3

D.通過(guò)調(diào)控反應(yīng)條件，可以提高該反應(yīng)進(jìn)行的程度

13.化學(xué)與生活、生產(chǎn)及科技密切相關(guān)。下列敘述正確的是

A.工業(yè)制硫酸用98%的濃硫酸代替水吸收SCh

B.汽車尾氣中氮氧化物的產(chǎn)生主要是由于汽油中含有氮元素

C.高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維

D.納米鐵粉主要通過(guò)物理吸附作用除去污水中的CM+、Ag+、Hg2+

14.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，如果將反應(yīng)器內(nèi)的混合氣體突然冷卻到室溫有白色晶體析出，此晶體是

A.二氧化硫B,三氧化硫C.硫酸D.硫磺

15.工業(yè)制硫酸用硫黃作為原料產(chǎn)生的污染較用硫鐵礦小，主要方面是

A.廢氣B.廢渣C.廢水D.酸雨

16.工業(yè)上制硫酸的沸騰爐出來(lái)的爐氣必須經(jīng)過(guò)凈化處理，其正確過(guò)程是

A.除塵、干燥B.干燥、除塵

C.洗滌、除塵D.過(guò)濾、洗滌

17.工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸的生產(chǎn)過(guò)程中，下列措施能提高硫酸產(chǎn)率的是

A.直接把礦石送入沸騰爐

B.沸騰爐中通入過(guò)量空氣

C.對(duì)爐氣進(jìn)行除塵、洗滌、干燥處理

D.轉(zhuǎn)化器內(nèi)用催化劑

18.工業(yè)制硫酸，不可能作為原料的是

A.硫黃B.硫鐵礦C.冶煉煙氣D.大理石

19.硫酸工業(yè)中，轉(zhuǎn)化器發(fā)生催化氧化(2SO2+O2USO3)的裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是

A.a處進(jìn)入的氣體中S02過(guò)量B.沸騰爐中產(chǎn)生的氣體直接從a處進(jìn)入

C.a、b、c三處氣體成分相同D.d處出來(lái)的氣體只含SO3

20.細(xì)菌可以促使鐵、氮兩種元素進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，并耦合兩種元素的循環(huán)。

大氣/

反

硝

化

過(guò)

水體程

/

/反硝化過(guò)程O(píng)

-N硝化過(guò)程N(yùn)H；

態(tài)

村:硝化過(guò)程硝

亞錢態(tài)

土壤鐵氧化細(xì)菌

Fe2+

⑴氮循環(huán)中，屬于氮的固定的有(填字母序號(hào)，下同)。

a.電轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮b.硝化過(guò)程c.反硝化過(guò)程

(2)鍍態(tài)氮肥是水體中氨態(tài)氮的主要來(lái)源之一、

①氨氣是生產(chǎn)氮肥的主要原料，工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為o

②檢驗(yàn)?zāi)彻虘B(tài)氮肥中鏤根的實(shí)驗(yàn)操作與相應(yīng)的現(xiàn)象及結(jié)論為=

(3)鏤態(tài)氮與亞硝態(tài)氮可以在氨氧化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓摲磻?yīng)中，當(dāng)產(chǎn)生0.02moi氮?dú)鈺r(shí)，轉(zhuǎn)移

電子的物質(zhì)的量為o

(4)土壤中的鐵循環(huán)可用于水體脫氮(將氮元素從水體中除去)，用離子方程式說(shuō)明利用土壤中的鐵循環(huán)脫除

水體中氨態(tài)氮的原理：=

21.二氧化氯(CIO?)是一種綠色消毒劑，常溫常壓下為黃綠色氣體，易溶于水。常見(jiàn)的化學(xué)合成方法有氧

化法和電解法等。

(1)過(guò)硫酸鹽氧化法：用原料亞氯酸鈉(Nad。2)和過(guò)硫酸鈉(Na2s2。8)直接反應(yīng)，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)可得到副

產(chǎn)品Na2s0〃制備時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為oCIO2消毒時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量的可利用FeSC>4

將CIO］轉(zhuǎn)化為Q-除去。控制其他條件相同，C10］去除率隨溫度變化如圖所示。溫度高于50K時(shí)，Q0］去

除率降低的可能原因是=

%

/

梆

健

出

0

0

(2)電解法：如圖所示用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取C102,產(chǎn)生的電極反應(yīng)式為

量NaOH)交換膜NaCl溶液

(3)定量測(cè)定：為測(cè)定某二氧化氯消毒液中CIO?的濃度，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：量取5.00mL二氧化氯消毒液于錐形

瓶中，加蒸儲(chǔ)水稀釋至25.00mL,再向其中加入過(guò)量KI溶液，充分振蕩；用0.10mol/LNa2s2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴

定至終點(diǎn)，消耗Na2s2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液5.50mL。

已知：2clO2+2KI=2KC1O2+L2Na2s2G>3+L=Na4s4C)6+2NaI

計(jì)算該二氧化氯消毒液中CIO2的物質(zhì)的量濃度。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

22.已知?dú)溲趸}和碳酸鈣在水中存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s)UCa2+(叫)+2OH(aq),CaCC)3(s)UCO/

2+

(aq)+Ca(aq)o在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2>CO2等。為了除去有害氣體SCh并

變廢為寶，常常用粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣。

(1)寫(xiě)出上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

①SCh與CaCO3懸濁液反應(yīng)___________；

②SO2與Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)___________-

(2)試說(shuō)明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由0

(3)在英國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可以有效地降低地表面的SCh濃度。在上世紀(jì)的60?70年代

的十年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了45%,但由于建造高煙囪的結(jié)果，地表面SO2濃度卻降低了30%之

多。請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種方法是否可取并簡(jiǎn)述理由：=

23.實(shí)驗(yàn)室合成氨裝置如圖1所示，試回答下列問(wèn)題:

(2)己知氨氣在水中的溶解度大約為1：700,若利用圖2中的裝置吸收氨氣制氨水，從實(shí)驗(yàn)安全的角度考

慮應(yīng)選用的裝置是(填標(biāo)號(hào))。

(3)某同學(xué)用圖2中裝置B吸收產(chǎn)生的氨氣，結(jié)果裝置B中的溶液能使酚配變紅但未能觀察到倒吸現(xiàn)象。

試分析未造成倒吸的原因可能是。

(4)氨氣是極為重要的基礎(chǔ)化工原料，以氨氣為原料可以制備一系列重要無(wú)機(jī)物、有機(jī)物質(zhì)。

①寫(xiě)出侯德榜聯(lián)合制堿法所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式，。

②工業(yè)上用CO?和NH3為原料，在高溫高壓條件下直接合成尿素［CO(NH2)2］。寫(xiě)出合成尿素的化學(xué)反應(yīng)方

程式=

24.某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置探究工業(yè)制硫酸轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)，并測(cè)定此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。實(shí)驗(yàn)

時(shí)，裝置D錐形瓶中溶液產(chǎn)生白色沉淀，裝置E中溶液褪色。

(1)裝置B的三個(gè)作用是①；②；③通過(guò)觀察氣泡的速率，控制氧氣和二氧化硫

的通入比例。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)V2O5表面紅熱后，應(yīng)將酒精燈移開(kāi)一會(huì)兒后再繼續(xù)加熱，其原因是0

(3)D中錐形瓶盛放的溶液可以是(選填序號(hào))o

①足量澄清石灰水②足量小蘇打溶液

③足量氯化鋼溶液④足量稀硫酸

反應(yīng)停止后，要通過(guò)測(cè)定裝置D錐形瓶中產(chǎn)生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量，在濾出沉

淀前必須進(jìn)行的一步實(shí)驗(yàn)操作是(簡(jiǎn)述過(guò)程)。

(4)若從錐形瓶溶液中得到的沉淀質(zhì)量為mg,要測(cè)定該條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要測(cè)定的數(shù)

據(jù)是(選填序號(hào))，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是(用含有m、a、bc、d中的一種或幾種字

母的代數(shù)式表示)。

①裝置F增加的質(zhì)量ag

②裝置A中亞硫酸鈉減少的質(zhì)量bg

③裝置B增加的質(zhì)量eg

④裝置E增加的質(zhì)量dg

【答案】(1)干燥氧氣和二氧化硫使氧氣和二氧化硫混合均勻

25.工業(yè)上有關(guān)氨氣、鏤鹽的反應(yīng)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。請(qǐng)回答:

I,N2(g)+3H2U2NH3(g)AH=-92.4kJ/mol

⑴合成氨工業(yè)采取的下列措施中，不熊用勒沙特列原理解釋的是(填序號(hào))。

①選擇在20Mpa~50Mpa合成②溫度選擇500℃

③鐵觸媒作催化劑④將氨液化并及時(shí)從體系中分離出

⑵相同溫度下，有恒容密閉容器A、恒壓密閉容器B,兩容器中均充入1mol電和3moiH2,此時(shí)兩容

器的體積相等。在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中放出熱量QikJ；B中放出熱量QzkJ。則：

①完成下列比較：(選填＜、＞、=)QiQ2，Qi92.40

②平衡時(shí)，下列數(shù)據(jù)中，容器B中的數(shù)值大于容器A的是(填序號(hào))。

2NH3的體積分?jǐn)?shù)b.金N史

3

C(N2)-C(H2)

C.C(N2)d.萼

(3)鐵鹽中含氮量的測(cè)定：精確稱取wg(NH4)2S()4樣品，加適量水溶解，注入如圖所示的儀器A中，然后

1

逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用VimL、C1mol-L-的鹽酸標(biāo)

準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，加入幾滴酚醐，再用c2moiNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HC1,

達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗V2mLNaOH溶液。

①下列說(shuō)法正確的是(填標(biāo)號(hào))。

A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將偏低

B.滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴口有氣泡，測(cè)定結(jié)果將偏低

C.若玻璃管液面迅速上升，應(yīng)立即撤去酒精燈

D.滴定時(shí)，若溶液顏色由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，應(yīng)立即停止滴定并讀數(shù)

②樣