(人教版,重要的化工生产)化学一轮复习高效演练31

1、9高效演练311. 氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用I .工业合成氨的流程示意图如下：压缩机循环压缩机分离器除油器液氨储槽回答下列问题：(1) 设备A中含有电加热器、触媒和热交换器，设备 A的名称是,其中发生的化学反应方程式为，原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的 化学反应方程式：、I(2) 设备B的名称： ,其中m和 n是两个通水口，入水口是(填“m”或“ n”)，不宜从相反方向通水的原因是 。(3) 设备C的作用是 .制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺，氨碱法的工艺如图 所示：NaCl 图中的中间产物C是，D是(写化学式)

2、(5)碳酸化塔中发生反应的化学方程式为。(6)联合制碱法对氨碱法进行了改进，更加符合绿色化学的重要原则，提高了反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式:原子利用率() =。【解析】(1)合成氨气在(氨)合成塔中进行，煤和天然气在高温下都能与水反应 生成氢气。(2)设备B是冷却塔，冷却水一般下进上出，逆流冷却效果较好。(3) 设备C是分离器，及时将氨分离出去，有利于合成氨反应正向进行。(4)(5)根据图示，石灰窑生成的A为氧化钙，与水反应生成氢氧化钙，所以图中的中间 产物C是氢氧化钙，碳酸化塔中产物为碳酸氢钠和氯化铵，反应物为氨气、氯化钠和二氧化碳，所以D为氨气。高

3、r高压.答案：(1)(氨)合成塔 N+3H'催化加'2NHC+HO ' CO+H CH4+H2O CO+3H(2) 冷却塔(或冷凝器)n 高温气体由冷却塔上端进入，冷却水从下端进入， 逆向冷却效果好(3) 将液氨与未反应的原料气分离(4)Ca(OH)2 NH(5) NH3+CO+H2O+NaCI NaHCa +NHCI目标产物总产蚩Hi(Na2CO3)-Km(NH4Cl)(6) × 100%=× 100%(O)反应物总质量m迥)+m(N%H也(M+mO<【易错提醒】(1) “氨碱法”和“联合制碱法”原理相同，所不同的是原料的来 源不完全相同，副

4、产品不同。(2) 在生产过程中，CO均可以循环利用。(3) 纯碱工业中在向食盐水中通入气体时先通入氨气是为了增大二氧化碳的溶解 度。2. 硝酸大量用于制造无机肥料，如硝酸铵、硝酸钙、硝酸磷肥，还广泛用于其 他工业生产。硝酸工业生产流程图如下图所示：*氨氧化炉冷器尾气排气筒一(1) 第一步是氨的接触氧化，在一定温度下以铂铑网作为催化剂，写出该反应的化学方程式。(2) 在吸收塔中用水循环吸收NO得到硝酸，写出发生反应的化学方程式_该过程是放热的，为了使吸收效果更好，在吸收过程中需要控制在件下。(3) 尾气中含有氮的氧化物，直接排放到空气中会危害环境，写出一项氮的氧化 物可能引起的环境问题工业上常用

5、纯碱溶液吸收NO，生成亚硝酸盐、硝酸盐和其他物质，写出该反应的化学方程式O【解析】反应3NO+HO2HNG+NO是气体分子数减少的放热反应，低温高压使 吸收效果更好。氮的氧化物会形成酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层等环境问题。答案：（1）4NH3+5O 於址 4NO+6HD(2) 3NO2+HO2HN(3+NO 低温高压(3) 光化学烟雾(酸雨、破坏臭氧层等合理答案即可)2NO+NaCGNaN(3+NaN2+CO3. 某硫酸厂以含有SQ的尾气、氨水等为原料，合成有重要应用价值的硫化钙、 硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：CaCOJ空气兩倉T扛反应WCaSCO2含二氧化硫的尾气碳酸氢铁甄气 KC

6、l t i*氨水CaCOJ反应Y4NH4Cl反应 Ir-（N 比 hSOrO(1) 写出反应川的化学方程式： _(2) 下列有关说法正确的是 (填字母)。A. 反应I中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙B. 反应U和反应川的基本反应类型相同C. 反应W需控制在6070C,目的之一是减少碳酸氢铵的分解D. 反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥(3) (NH4)2SO可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物 转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式： (4) 很多硫酸厂为回收利用SO，直接用氨水吸收法处理尾气。 用15.0 mL 2.0 mol L-

7、1氨水吸收标准状况下448 mL SQ,吸收液中的溶质为。 某同学用酸性KMnQ容液滴定上述吸收液，当达到滴定终点时，消耗KMnQ容液25.00 mL,则酸性 KMnC溶液中，C(KMnO)=。(5)氨气用途广泛，可以直接用于燃料电池，下图是用氨水作燃料的燃料电池的 工作原理。正极空气空气电解质氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 (填“酸性”“碱性”或“中性”)溶液，氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水， 该电池总反应的化学方程式是负极的电极反应式是。【解析】(1)反应川中硫酸钙和焦炭在高温下反应生成硫化钙和一氧化碳，化学 方程式为 CaSO+4C CaS+4C0。A.过量的

8、空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙，故正确；B.反应川的化学方程式为CaS(4+4dCaS+4C0 ,不属于四种基本反应类型，反应U是化合反应，错误； C.防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物，正确；D.氯化铵含氮元素，是一种氮肥，正确。(3) 二氧化氮与亚硫酸铵反应，二氧化氮具有强氧化性，能氧化亚硫酸铵，反应生成硫酸铵，本身被还原为氮气，由原子守恒可知化学方程式为4(NH)2SO+2NO=4(NH) 2SQ+N。_115.0 mL 2.0 mol L-氨水的物质的量为0.03 mol ,吸收标准状况下448 mL SQ, SO的物质的量为0.02 mol ,发生反应的化学方程式为 3NH

9、 HO+ 2SO一(NH) 2SO+NHHS&HQ根据上面的化学方程式知所得溶液中(NHl) 2SO和NHHSO物质的量之和为 0.02 mol ,与KMnQ专移电子相等：0.02 mol × 2= 0.025 L × C(KMnQ × 5,解得 C(KMnQ = 0.32 mol L-。(5) 氨气燃料电池的电解质溶液最好选择碱性溶液，氨气燃料电池的反应是氨气 与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池总反应的化学方程式： 4NH+3Q=2N+6HO,负极发生失电子的氧化反应：2NH_6e_+6ON2+6HQ 答案：(1)CaSQ+4CiiCaS+4CO

10、(2)A、C、D(3)4(NH 4) 2SO+2NO 4(NH) 2SQ+ N2(NH) 2SO> NHHSO 0.32 mol L-1碱性 4NH+3Q2N+6HO2NH_6e- +6OM+6HO【加固训练】某工厂以天然气、水蒸气和空气为原料和能源合成氨的流程如图。 该流程中外热式一级烃气转化器是指以 CH为燃料在烃气转化器外面加热使之维 持800C高温的工业装置。内热式二级烃气转化器是指以H2在装置内燃烧为能量 维持一级烃气转化器所生成的 CO与 H2O(g)反应生成CO和H2所需1 000C高温的 装置。在编号为iV的反应器中发生如下反应：A. CH+2QCO+2H2OB. CH+

11、HO(g) 一CO+3HC. 2CH+3H2O(g)CO+CO7HD. K2CO+CO+H=2KHCOE. CO+bO(g) =CO+H H<0F. 2H2+Q=2HO(1) 反应A发生在编号为的反应器中，它的作用是 。(2) 反应F发生在编号为的反应器中。(3) 反应D的作用是。(4) 属于制备合成氨原料气的反应有(填化学方程式编号)。(5) 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？ 。【解析】(1)甲烷在装置i中燃烧放出热量，为反应 B、C提供热量。(2)氢气在 ii中燃烧为CQ与 HO(g)反应生成CO和Hb提供1 000 C高温。(3)利用碳酸

12、钾 溶液吸收混合气体中的二氧化碳。(4)B、C、E三个反应中生成的氢气为合成氨 的原料。(5)E反应是一个放热的反应，从反应限度角度考虑：因该反应是放热反应，故在200C时有利于提高CO的转化率；从速率角度考虑：400C时能加快 反应E的速率，缩短达到平衡所需要的时间，所以转化反应要分两步，第一步在 400C时进行，第二步在200C时进行。答案：(1) i 该反应放出的热量使得反应 B、C在800C下进行ii (3)除去混合气体中的CO(4)B、C E(5)400 C时能加快反应E的速率，缩短达到平衡所需要的时间；又因该反应是放 热反应，故在200 C时有利于提高CO的转化率【方法规律】常见的

13、工业生产流程的主线和核心产品分离提纯原料无机矿物核心化学反応反应荼杵控制所需产品排放物的无害化处理原料预处理 除杂、净化空气流量计2吸收塔原料循环利用规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环 核心：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的 综合利用等。4. 硫黄可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸请回答下列问题：(1) 为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装 (填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是I(2) 为使硫黄充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%为提高SQ转化 率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的

14、 2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为 。b管排出的尾气的处理方法是。(3) 与使用黄铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是 。A.耗氧量减少B. 二氧化硫的转化率提高C.产生的废渣减少D.不需要使用催化剂(4) 硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面 。A.橡胶的硫化B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成C.铅蓄电池的生产D.过磷酸钙的制备(5) 矿物燃料的燃烧是产生大气中 SO的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石 灰石，可有效减少煤燃烧时SO的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式：【解析】(1)接触室中进行的反应为 SQ的催化氧化，为放热反应，使用热交换 器可以

15、充分利用反应放出的热量，对原料气进行预热。吸收塔中填充瓷管的作用 是增加接触面积。(2) S+2空SQ其中S为1 mol ,则经流量计1通入的氧气为1.5 mol。2SQ + Q 、右、2SQ2 1 21 mol 0.5 molVl l.Sml经流量计2通入的氧气为0.5 mol × 2.5 = 1.25 mol ,贝U= 1.2 ;硫V2 1.2酸工业中，尾气 SQ用氨水吸收，再用硫酸处理：SG+2NH HQ(NH02SQ,(NH)2SQ+HSQ=(NH4)2SQ+SQ +HQ,生成的(NH) 2SQ可作肥料。(3) 黄铁矿的含硫成分为FeS,硫元素氧化生成So的同时，铁元素也被氧化生成Fe2Q(废渣),与硫黄直接燃烧相比，耗氧量增加，产生的废渣也增加。(4) 橡胶的硫化是