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题目
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(13分)工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)CO2+H2。t℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____300℃(填“>”、“<”或“=”)。
T/℃
T1
300
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
(3)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,不同温度下NH3产率如图所示。温度高于900℃时,NH3产率下降的原因               

(4)在上述流程图中,氧化炉中发生反应的化学方程式为___________。
(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H= -574kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g) +2H2O(g)   △H= -1160kJ·mol1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:________________________。
(6)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式____________________,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是__________(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为_______________________。
答案
(1)1  (2)< (3)温度高于900℃时,平衡向左移动。(4)
(5)CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)  △H=-867kJ/mol
(6)4NH3+3O2 2N2+6H2O;负极;  2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O
解析
(1)起始时CO和水蒸气的物质的量浓度分别是0.2mol/L和0.3mol/L。平衡时氢气时0.12mol/L,所以生成CO2也是0.12mol/L,消耗CO和水蒸气都是0.12molL/L,因此平衡时CO和水蒸气的物质的量浓度分别是0.08mol/L和0.18mol/L,因此平衡常数K=
(2)因为是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以T1<300℃。
(3)因为是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,即温度高于900℃时,平衡向左移动,所以产率降低。
(4)氧化炉中发生的是氨的催化氧化,所以方程式为
(5)考查盖斯定律的应用,(①+②)÷2即得到CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),所以反应热是(-574kJ·mol1-1160kJ·mol1)÷2=-867kJ/mol。
(6)根据反应物和生成物可知,方程式为4NH3+3O2 2N2+6H2O。氨气在反应中失去电子,所以在负极通入,电极反应式为2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O。
核心考点
试题【(13分)工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)CO2+H2。t℃时,往1L密闭容器中充入0.】;主要考察你对绿色化学等知识点的理解。[详细]
举一反三
合成氨工业上采用循环操作的主要是因为
A.加快反应速率B.能提高NH3的平衡浓度
C.降低NH3的沸点D.提高N2和H2的利用率

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工业上制氯化铜无水物时,是将浓盐酸用蒸气加热至80 ℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁和SiO2),充分搅拌后使之溶解,制取流程如下:
已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;常温时Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+).c3(OH)=1.0×1038。试回答:
(1)根据常温时Fe(OH)3的Ksp计算,当溶液中的Fe3+完全沉淀(此时溶液中的Fe3+物质的量的浓度=105mol/L),溶液的pH=             
(2)溶液D制取无水CuCl2时,需在HCl气体中蒸干,原因是                      
                                                                        
(3)粗CuO溶于过量盐酸后,得到的溶液B中加入试剂x将Fe2+氧化为Fe3+,试剂x可以是          (填以下选项序号)。
A.KMnO4溶液    B.氯水    C.NaClO溶液    D.O3
若用H2O2溶液,则反应的离子方程式为                                   
(4)溶液C加入试剂y,要调整溶液的pH至3-4,试剂y不能是       (填以下选项序号),原因是                                                              
A.NaOH溶液    B.Cu(OH)2固体    C.Cu2(OH)2CO3固体    D.CuO固体
(5)将ag粗CuO经过以上一系列操作之后,最终得到bg无水CuCl2(不考虑实验过程中操作引起的损耗),下列说法正确的是          。(NA表示阿伏伽德罗常数)
A.粗CuO中Cu2+数目小于         
B.粗CuO中CuO物质的量小于mol
C.粗CuO中所含的铜元素的质量分数为×100℅ 
D.粗CuO中关于CuO的量无法确定
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    [化学一选修2:化学与技术](15分)已知:
①工业上用硫酸与-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。
②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用-锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下图:

请回答:
(1)沉淀Y的主要成分的化学式是____________。
(2)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其使用的原因____________
(3 )操作1涉及的实验方法是__________________。
(4 )写出用铝粉还原法制取金属锂的化学反应方程式。________________________
(5) LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下电解制备锂。电解时产生的氯气中混有少量氧气,产生氧气的原因是__________________
(6) 目前电池通常使用金属锂的优点是__________________
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(15分)【化学---化学与技术】
某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理:

回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是              
(2)流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为                        
(3)含Cr3+废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:                            
(4)反应③中,每消耗0.4 mol Cr2O72-转移2.4 mol e-,该反应离子方程式为:         
(5)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因:   
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(16分)纳米TiO2具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能,在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景。工业上用钛铁精矿(FeTiO3)提炼TiO2的工艺流程如下:

(1)写出硫酸酸浸溶解钛铁精矿的离子方程式                     ,酸浸时为了提高浸出率,可以采取的措施为                             
(2)钛铁精矿后冷却、结晶得到的副产物A为       ,结晶析出A时,为保持较高的酸度不能加水,其原因可能为     
(3)滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热,其目的是                     
(4)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是                                 
(5)工业上将TiO2和炭粉混合加热氯化生成的TiCl4,然后在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛,写出TiO2制备Ti的化学方程式:                          
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