【題目】硫酸工業(yè)和合成氨工業(yè)是衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo),下圖是硫酸工業(yè)和合成氨工業(yè)聯(lián)合生產(chǎn)示意圖:

回答下列問題:

(1)已知:

4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) H=akJ/mol

SO2 (g)=S(s)+O2(g)H=bkJ/mol

Fe(s)+2S(s)=Fe2S(s)H=ckJ/mol

沸騰爐中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____。

(2)如果生產(chǎn)過程中H2的總轉(zhuǎn)化率為90%,FeS2的總轉(zhuǎn)化率為95%,氨與硫酸生成硫酸銨的轉(zhuǎn)化率為100%,則最初FeS2H2的物質(zhì)的量之比為 ___。

(3)在一定條件下,分別向體積相同的恒容密閉容器甲,乙、丙中通入一定量的N2、H2 NH3,發(fā)生反應(yīng):N2 (g)+3H2=2NH3 (g),相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

①乙中NH3的轉(zhuǎn)化率為 ___,丙中x的取值范圍為 ___。

②在t1時升高甲容器的溫度,至t2時再次達(dá)到平衡,測得t2 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量比tl時小。請在圖中畫出tlt2 時間段正反應(yīng)速率的變化示意圖______________。

(4)尾氣中含有SO2,直接排放會造成環(huán)境污染,可用Fe2(SO4)3 溶液吸收。某科研團(tuán)隊對pH、c(Fe3+)、溫度等因素對SO2 高吸收率的影響進(jìn)行研究,結(jié)果如圖:

40℃時SO2的最高吸收率隨pHc(Fe3+)的增大而 __,其原因是 ___;溫度高于 40℃后,SO2的最高吸收率隨溫度的升高而減小,其原因是____。

【答案】4FeS2(s)11O2(g)=2Fe2O3(s)8SO2(g) H=(a8b4c)kJ·mol1 319 60% 1.6<x<4 增大 吸收過程中,發(fā)生2Fe3SO22H2O2Fe2SO424H,c(Fe3)、pH增大,平衡向正反應(yīng)方向移動 溫度升高,Fe3水解程度越大,c(Fe3)減小、c(H)增大,平衡2Fe3SO22H2O2Fe2SO424H向逆反應(yīng)方向移動,SO2的最高吸收率減小

【解析】

1)①4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ,②SO2 (g)=S(s)+O2(g),③Fe(s)+2S(s)=Fe2S(s),沸騰爐中發(fā)生的反應(yīng)式4FeS211O2=2Fe2O38SO2,①-8×②-④×③,△H=(a8b4c)kJ·mol1,其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為4FeS2(s)11O2(g)=2Fe2O3(s)8SO2(g) H=(a8b4c)kJ·mol1;

2)合成氨N23H22NH3,產(chǎn)生NH3的物質(zhì)的量為2×n(H2)×90%/3mol,制備硫酸建立的關(guān)系是FeS22SO22SO32H2SO4,產(chǎn)生硫酸的物質(zhì)的量為2×n(FeS2)×95%mol,制備硫酸銨的反應(yīng)方程式為2NH3H2SO4=(NH4)2SO4,因為得到硫酸銨是轉(zhuǎn)化率為100%,因此有2×n(H2)×90%/3mol2×n(FeS2)×95%mol=21,n(FeS2):n(H2)=3:19

3)①在溫度、體積一定的條件下,甲、乙兩容器中形成等效平衡,因此α(N2)+α(NH3)=1,α(N2)=0.8mol/(2×1)×100%=40%,則α(NH3)=60%;丙容器相當(dāng)于將兩個甲容器加壓縮小為一個甲容器,加壓時,該平衡向正反應(yīng)方向移動,因此丙中x的范圍是1.6<n(NH3)<4

t1時升高溫度,v正增大,升高溫度,平均摩爾質(zhì)量減小,說明該平衡向逆反應(yīng)方向移動,N2、H2濃度增大,因此t1t2時間段v正持續(xù)增大,圖像為;

4)由圖可知,隨著c(Fe3)、pH的增大,SO2的最高吸收率增大;Fe3具有強氧化性,能將SO2氧化成SO42,離子方程式為2Fe3SO22H2O2Fe2SO424H,c(Fe3)、pH增大,平衡向正反應(yīng)方向移動;由溫度關(guān)系圖可知,在40℃時,SO2的最高吸收率最大,溫度高于40℃后,溫度升高,SO2的最高吸收率減小,只能是有關(guān)物質(zhì)濃度改變所致,溫度升高,Fe3水解程度越大,c(Fe3)減小、c(H)增大,平衡2Fe3SO22H2O2Fe2SO424H向逆反應(yīng)方向移動,SO2的最高吸收率減小。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法不正確的是( )

A. 在常溫、常壓下,11.2 L N2含有的分子數(shù)為0.5NA

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L H2和O2的混合氣體所含分子數(shù)為NA

C. 18 g H2O的物質(zhì)的量是1mol

D. 標(biāo)況下,1 mol SO2的體積是22.4 L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚CH3OCH3)。下列說法不正確的是

①C(s) + H2O(g)==CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJmol-1

②CO(g) + H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJmol-1

③CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3 =c kJmol-1

④2CH3OH(g) ==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJmol-1

A. 反應(yīng)①②為反應(yīng)提供原料氣

B. 反應(yīng)也是CO2資源化利用的方法之一

C. 反應(yīng)CH3OH(g)== CH3OCH3(g)+ H2O(1)ΔH =kJmol-1

D. 反應(yīng) 2CO(g)+4H2(g) ==CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH= (2b+2c+d) kJmol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】抗心律失常藥物心律平的合成路線如下:

已知:① R-OH + Cl-RR-O-R + HCl

②R-CHO+ + H2O

請回答:

(1)A屬于鏈烴,則A中所含的官能團(tuán)是______。

(2)B中無甲基,A→B的反應(yīng)類型是______反應(yīng)。

(3)C的結(jié)構(gòu)簡式是______。

(4)E中含有三元環(huán),且無羥基,則D→E的化學(xué)方程式是______

(5)結(jié)合官能團(tuán)的性質(zhì),解釋F→G的轉(zhuǎn)化中需酸化的原因:______。

(6)H的結(jié)構(gòu)簡式是______

(7)I→J的化學(xué)方程式是______。

(8)在I→J的反應(yīng)中,生成J的同時會有副產(chǎn)物K,K與J互為同分異構(gòu)體,則K的結(jié)構(gòu)簡式是______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】3個體積均為1 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s)。改變?nèi)萜?/span>I的反應(yīng)溫度,平衡時c( NO2)與溫度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是

A. 該反應(yīng)的ΔH<0

B. T1時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

C. 容器與容器均在T1時達(dá)到平衡,總壓強之比小于1:2

D. T2<T1,達(dá)到平衡時,容器NO的體積分?jǐn)?shù)小于40%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上利用如下反應(yīng)制取P42Ca(PO4)2 +6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO

回答下列問題:

(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為___。

(2)SiP、S元素第一電離能大小關(guān)系為___。

(3)P4P原子的雜化方式是___ ,P4的空間結(jié)構(gòu)為___ ,鍵角∠PPP=___。

(4)CO互為等電子的陰離子是___ (填化學(xué)式)。

(5)晶體硅與金剛石結(jié)構(gòu)相似,下圖為晶體硅的晶胞結(jié)構(gòu)。已知硅原子的半徑為r nm,晶體硅的密度是___g/cm3。

(6)硅的含氧化合物都以硅氧四面體(SiO4)作為基本結(jié)構(gòu)單元,如圖a所示,可簡化為圖b。

硅、氧原子通過共用氧原子形成各種不同的硅酸根負(fù)離子,如圖c和圖d,圖c的化學(xué)式____________。在無限長鏈的硅酸根中硅氧原子之比為____

硅、氧原子除可形成長鏈外,也可形成層狀和立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,硅、氧原子數(shù)之比為____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸鋅可作為食品鋅強化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅,菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生產(chǎn)工藝流程圖如下:

(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是___________________________。

(2)寫出Fe3+水解的離子方程式_____________________________________________

(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)濾液2”pH時,理論上可選用的最大區(qū)間為__________。

沉淀化學(xué)式

Mg(OH)2

Zn(OH)2

MgCO3

CaCO3

開始沉淀的pH

10.4

6.4

沉淀完全的pH

12.4

8.0

開始溶解的pH

10.5

Ksp

5.6×10-12

6.8×10-6

2.8×10-9

(4)工業(yè)上從濾液3”制取MgO過程中,合適的反應(yīng)物是________選填序號。

A、大理石粉 B、石灰乳 C、純堿溶液 D、氨水

(5)“濾液4”之后的操作依次為____________________________、過濾、洗滌、干燥。

(6)分析圖中數(shù)據(jù),菱鋅礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于__________用代數(shù)式表示。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列條件下,兩瓶氣體所含原子數(shù)不相等的是(

A.同質(zhì)量、不同密度的COB.同溫度、同壓強、同體積的

C.同體積、同密度的D.同質(zhì)量、同體積的

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于( 。

A.鋅和鹽酸生成氫氣

B.氯酸鉀和二氧化錳生成氧氣

C.碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳

D.氯化鈉和濃硫酸生成氯化氫

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