課題1 化工生產過程中的基本問題一、 選擇題1. 在硫鐵礦煅燒生成二氧化硫的反應中，被氧化的元素是（ ） a.只有硫元素 b.只有鐵元素 c.硫元素和鐵元素 d.氧元素 2. 下列化工生產與其對應的化工設備不符合的是（ ） a.制硝酸接觸室 b.制硫酸沸騰爐 c.煉鐵高爐 d.煉鋼氧氣頂吹轉爐 3. 在用接觸法制硫酸的過程中，若將接觸室內混和氣體突然冷卻到 15 ，有白色晶體析出，此晶體是（ ） a.硫酸酐 b.固態氮 c.亞硫酸酐 d.硫黃 4. 煅燒硫鐵礦產生so 2 ，為了提高生成so 2 的速率，下列措施可行的是（ ） a.加入催化劑 b.把塊狀礦石碾成粉末 c.向爐內噴入過量空氣 d.降低溫度并減少壓強 5. 一定溫度下，某容器中加入足量碳酸鈣，發生反應caco 3 （s）=cao（s）+co 2 （g）達到平衡下列說法正確的是（） a.將體積縮小為原來的一半，當體系再次達到平衡時，co 2 的濃度為原來的2倍 b.caco 3 （s）加熱分解生成cao（s）和co 2 ， s0 c.將體積增大為原來的2倍，再次達到平衡時，氣體密度不變 d.保持容器體積不變，充入he，平衡向逆反應方向進行 6. 采用循環操作可以提高原料的利用率，下列工業生產中，沒有采用循環操作的是（） a.硫酸工業 b.氯堿工業 c.硝酸工業 d.合成氨工業 7. 制取漂白粉、配制波爾多液和石硫合劑及改良酸性土壤時，都要用到的物質是( ) a.硫磺 b.熟石灰 c.膽礬 d.石膏 8. 在接觸法制硫酸工業中，接觸室中裝有熱交換器。采用熱交換器的好處是（ ） 充分利用熱量，降低能耗 促使平衡向正反應方向移動，提高產率 減少熱量及環境污染 提高最終產品的純度 a. b. c. d. 9. h 2 so 4 是so 3 的水合物，設某種（90%）濃硫酸只存在三種水合物形式h 2 so 4 （so 3 h 2 o）、h 2 s 2 o 7 （2so 3 h 2 o）、h 2 so 4 2h 2 o（so 3 3h 2 o），若so 3 3h 2 o的物質的量占一半，則h 2 so 4 和h 2 s 2 o 7 物質的量之比約為（ ） a.11 b.98 168 c .163191 d.168191 10. 在某溫度下，將h 2 和i 2 各1mol的氣態混合物充入1l的密閉容器中，發生反應：h 2 （g）+i 2 （g）2hi（g）h0；5min后達到平衡狀態，測得c（h 2 ）=0.9moll 1 ， 則下列結論中，不能成立的是（） a.平衡時h 2 、i 2 的轉化率相等 b.從反應開始至平衡的過程中，v（hi）=0.04moll 1 min 1 c.其他條件不變再向容器中充入少量h 2 ， i 2 的轉化率提高 d.若將容器溫度提高，其平衡常數k一定增大 11. 將三氧化硫溶解在濃硫酸中所得到的混合物稱為“發煙硫酸”，通常以三氧化硫的質量分數表示其組成。今將0.118 5 g 發煙硫酸試樣溶于水，用0.125 moll -1 的naoh標準溶液滴定。用此標準溶液20 ml恰好中和，則試樣中so 3 的質量分數為（ ） a.15% b.17% c.34% d.60% 12. 接觸法制硫酸中，進入接觸室的氣體組成（體積分數）為so 2 7%、o 2 11%、n 2 82%。在一定條件下達到平衡時，so 2 的轉化率為77%，則平衡時氣體總體積是反應前的（ ） a.38.5% b.77% c.6.4% d.97.3% 13. 下列對化學平衡移動的分析中，不正確的是（） 已達平衡的反應c（s）+h 2 o（g）co（g）+h 2 （g），當增加反應物物質的量時，平衡一定向正反應方向移動 已達平衡的反應n 2 （g）+3h 2 （g）2nh 3 （g），當增大n 2 的濃度時，平衡向正反應方向移動，n 2 的轉化率一定升高 有氣體參加的反應平衡時，若減小反應器容積時，平衡一定向氣體體積增大的方向移動 有氣體參加的反應達平衡時，在恒壓反應器中充入稀有氣體，平衡一定不移動 a. b. c. d. 14. fe 2 o 3 +3co 2fe+3co 2 是煉鐵高爐中發生的一個可逆反應早在19世紀的歐洲，煉鐵工程師就發現在其他條件不變時，增加高爐的高度，高爐尾氣中co的比例竟然沒有改變關于這一事實，下列說法不合理的是（） a.一定條件下，任何可逆反應的進程都有一定的限度，所以co不可能完全轉化 b.尾氣中co的比例不變，說明反應達到了這一條件下的化學平衡狀態 c.尾氣中co的比例不變，是因為co 的消耗速率與co 生成速率相等 d.co是氣體，鐵礦石（主要成分fe 2 o 3 ）是固體，co 與鐵礦石接觸不充分 15. 大氣中的so 2 是造成酸雨的主要污染物最新研究表明，n（ch 3 ） 4 2 so 4 （s）能與so 2 進行如下可逆反應，使其可能成為綠色的so 2 吸收劑n（ch 3 ） 4 2 so 4 （s）+so 2 （g）n（ch 3 ） 4 2 s 2 o 6 （s）h0則用n（ch 3 ） 4 2 so 4 （s）吸收so 2 的適宜條件為（） a.高溫高壓 b.低溫高壓 c.高溫低壓 d.低溫低壓 二、 填空題 16. 中科院大氣研究所研究員張仁健課題組與同行合作，對北京地區pm2.5化學組成及來源的季節變化研究發現，北京pm2.5有6個重要來源，其中，汽車尾氣和燃煤分別占4%、18%（如圖1所示） （1）用于凈化汽車尾氣的反應為： 2no（g）+2co（g） 2co 2 （g）+n 2 （g） 已知該反應在570k時的平衡常數為110 59 ， 但反應速率極慢下列說法正確的是： _ a裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有no或co b提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度 c增大壓強，上述平衡右移，故實際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率 d提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑 （2）co對人類生存環境的影響很大，co治理問題屬于當今社會的熱點問題鎳與co反應的化學方程式為ni（s）+4co（g）ni（co） 4 （g），鎳與co反應會造成鎳催化劑中毒為防止鎳催化劑中毒，工業上常用so 2 除去co，生成物為s和co 2 已知相關反應過程的能量變化如圖2所示： 則用so 2 除去co的熱化學方程式為_ （3）nh 3 催化還原氮氧化物（scr）技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術發生的化學反應是：2nh 3 （g）+no（g）+no 2 （g） 2n 2 （g）+3h 2 o（g）h0為提高氮氧化物的轉化率可采取的措施是（任意填一種）_ （4）利用clo 2 氧化氮氧化物反應過程如下： 反應的化學方程式是2no+clo 2 +h 2 ono 2 +hno 3 +2hcl，反應的離子方程式是_若有11.2l n 2 生成（標準狀況），共消耗no _ g （5）化學在環境保護中起著十分重要的作用，電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染該方法可用h 2 將no 3 還原為n 2 ， 25時，反應進行10min，溶液的ph由7變為12其原理如圖3所示 電源負極為_（填a或b），陰極反應式為_；若電解過程中轉移了2mol電子，則質子交換膜左側極室電解液的質量減少_克 17. 工業上主要采用氨氧化法生產硝酸，如圖是氨氧化率與氨空氣混合氣中氧氨比的關系其中直線表示反應的理論值；曲線表示生產實際情況當氨氧化率達到100%，理論上r =_，實際生產要將r值維持在1.72.2之間，原因是_ 18. 在容積固定且為2l的密閉容器中進行反應：n 2 （g）+3h 2 （g）=2nh 3 （g）h=92.4kj/mol，恒溫條件下，體系中某兩種物質的物質的量隨時間關系圖，回答下列問題： （1）圖象中a、b、c、d四點，其中處于平衡狀態的點有_ （2）用h 2 表示15分鐘內的反應速率為v（h 2 ）=_達到平衡狀態時，下列說法不正確的是_ a2v（n 2 ） 正 =v（nh 3 ） 逆 b容器的總壓強不再隨時間而變化 cn 2 、nh 3 的分子數之比保持1：2不變 d混合氣體的摩爾質量保持不變 e充入少量he時平衡體系中h 2 的體積百分含量將會減小 （3）25min時采用的措施是_；若從a點時刻改變某一條件，以實現達到d點時的狀態，此時k b _ k d （填“”、“”或“=”） （4）以n 2 、h 2 為電極反應物，以1l濃度均為0.05moll 1 的hclnh 4 cl混合液為電解質溶液的燃料電池，請寫出電池工作時的正極反應式：_已知nh 3 h 2 o在常溫下的電離平衡常數為k，n 2 h 2 燃料電池工作一段時間后溶液的ph=7，求電路中通過的電子的物質的量為_（用含k的代數式表示，假設nh 3 與h 2 o完全轉化為nh 3 h 2 o且忽略溶液體積的變化） 19. 我國有豐富的天然氣資源以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如圖所示（圖中某些轉化步驟及生成物未列出）： 填寫下列空白： （1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸氣在t，p k pa時，完全反應生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kj熱量該反應的熱化學方程式是：_ （2）上述流程中，工業上分離h 2 、co 2 合理的方法是_ a混合氣先通入氫氧化鈉溶液，再在溶液中加鹽酸 b混合氣加壓冷卻，使co 2 液化 c混合氣用氨水洗滌 d混合氣先通入到石灰漿，然后高溫煅燒固體， （3）為了保證氨氣順利合成，在空氣進入合成塔之前必須對空氣進行_，目的是_；在合成氨的實際生產過程中，常采取將生成的氨從混合氣體中分離出來，分離出氨的方法：_ （4）合理地利用資源不僅可以提高經濟效益，而且也是對社會、對全人類負責的表現，闡述圖中的兩處可以合理利用資源情況_ 三、 綜合題20. 甲醇是一種重要的有機化工原料，需求量巨大目前我國獨創的聯醇工藝的核心是采用一氧化碳加氫中壓合成法主要反應如下：co（g）+2h 2 （g）=ch 3 oh（g）；h=111.0kj/mol另有副反應：2co+2h 2 o=co 2 +ch 4 等；中壓法操作：壓力為1015mpa，溫度控制在513k543k，所用催化劑是cuoznoal 2 o 3 合成甲醇的流程如圖所示， 請回答： 1）實際生產中co不能過量，以免生成羰基鐵使催化劑失去活性，而氫氣過量是有益的，指出兩點理由：_、_ 2）采取1015mpa壓力的作用是_；溫度控制在513k543k的原因是_ 3）原料氣中的h 2 s對銅催化劑影響甚重，故必先去除之，通常用生石灰除雜，該反應的化學方程式為_： 4）粗甲醇中含有二甲醚等副產物，在常壓下蒸餾粗甲醇，首先獲得的餾分是_（寫結構簡式）；獲得的甲醇又可在銀催化下氧化成甲醛，該反應的化學方程式為：_ 5）若co的轉化率為80%，當有22.4m 3 （標況）co與過量h 2 充分反應（不計其它副反應），可制得純度為96%的甲醇的質量為_kg，同時獲得熱量_kj 參考答案一、選擇題1、c 2、a3、a4、bc5、c 6、b 7、b 8、c9、a10、d 11、a12、d 13、d 14、d 15、b 二、填空題16、d、so2（g）+2co（g）=s（s）+2co2（g）h=（2ba）kjmol1、增大nh3濃度（或減小壓強、降低溫度）、2 no2+4so32-=n2+4so42-、60、b、2no3+6h2o+10e-=n2+12oh-、18 17、1.25、o2太少不利于nh3的轉化，r值為2.2時nh3氧化率已近100% 18、bd、0.02mol/（lmin）、ce、分離出0.8mol氨氣、=、n2+6e-+8h+=2nh4+、3（0.05+）mol 19、ch4（g）+h2o（g）=co（g）+3h2（