Question

（Ⅰ）多項(xiàng)選擇題
下列關(guān)于化工生產(chǎn)的敘述正確的是

 

．
A．煉鋼就是在高爐中用還原劑把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)
B．離子交換膜法制堿工業(yè)中，氫氧化鈉在電解槽的陰極區(qū)產(chǎn)生
C．工業(yè)制硫酸中，三氧化硫是在吸收塔內(nèi)用98%的硫酸吸收
D．黏土是生產(chǎn)陶瓷、玻璃和水泥的共同原料
（Ⅱ）氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位．世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收副產(chǎn)外，絕大部分是合成的氨．海南島的南海北部灣鶯歌海海域有著豐富的天然氣氣田，利用此資源在東方市八所港建有一家大型的合成氨化肥廠．
（1）寫出該化肥廠生產(chǎn)H₂的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（2）在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，往往會(huì)增大O₂的比例來(lái)提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，在合成氨生產(chǎn)中是否會(huì)采用相同的方法，請(qǐng)說(shuō)明理由．

 

．
（3）在制取原料氣體的過(guò)程中，�；煊幸恍╇s質(zhì)，在進(jìn)入合成塔之前必須將雜質(zhì)除去，原因是

 

．例如除去CO是先將其氧化成CO₂，然后常用

 

吸收．
（4）下圖是氨的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系，曲線1表示平衡時(shí)氨的產(chǎn)率，曲線2表示反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間但還未達(dá)到平衡時(shí)氨的含量．請(qǐng)分析A點(diǎn)氨的含量小于B的原因

 

．在實(shí)際生產(chǎn)中，溫度往往采用500℃而不用400℃的原因是

 

．

（5）在合成氨的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量CO₂，該化肥廠與俄羅斯塔氏集團(tuán)合作，利用這些CO₂建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)52萬(wàn)噸的小顆粒尿素加工廠，再進(jìn)一步加工成氮磷鉀復(fù)合肥，請(qǐng)寫出該合成尿素反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，請(qǐng)寫出該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

 

．

Answer 1

分析：（Ⅰ）A、根據(jù)煉鋼主要是用氧化劑把生鐵里過(guò)多的碳和其它雜質(zhì)氧化而除去進(jìn)行分析；
B、根據(jù)電解原理判斷離子交換膜法制堿工業(yè)中氫氧化鈉的出處；
C、用水吸收三氧化硫，反應(yīng)放出的熱量易導(dǎo)致酸霧形成，應(yīng)該使用濃硫酸稀釋；
D、根據(jù)陶瓷、水泥和玻璃的原料進(jìn)行判斷；
（Ⅱ）（1）化肥廠利用甲烷與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)合成氨的反應(yīng)中，氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率較低進(jìn)行分析；
（3）在制取原料氣體中含有的雜質(zhì)會(huì)造成催化劑中毒，較低了催化劑的催化效果；可以用碳酸鉀溶液吸收氮?dú)夂蜌錃庵械亩�氧化碳�?br />（4）根據(jù)A、B兩點(diǎn)溫度不同分析A點(diǎn)氨的含量小于B的原因；根據(jù)在500℃時(shí)催化劑的反應(yīng)活性最大分析；
（5）根據(jù)反應(yīng)物為二氧化碳和氨氣，生成產(chǎn)物為尿素寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；從環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)效益方面分析該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)．

解答：解：（Ⅰ）A、煉鐵主要是用還原劑把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)，而煉鋼主要是用氧化劑把生鐵里過(guò)多的碳和其它雜質(zhì)氧化而除去，故A錯(cuò)誤；
B、電解槽中陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，同時(shí)溶液中生成了氫氧根離子，與鈉離子結(jié)合生成氫氧化鈉，故B正確；
C、吸收塔中SO₃如果用水吸收，發(fā)生反應(yīng)：SO₃+H₂O═H₂SO₄，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量易導(dǎo)致酸霧形成，阻隔在三氧化硫和水之間，阻礙水對(duì)三氧化硫的吸收；而濃硫酸的沸點(diǎn)高，難以氣化，不會(huì)形成酸霧，同時(shí)三氧化硫易溶于濃硫酸，所以工業(yè)上從吸收塔頂部噴灑濃硫酸作吸收液，最終得到“發(fā)煙”硫酸，故C正確；
D、粘土是生成陶瓷、水泥的主要原料，而生產(chǎn)玻璃的原料是純堿、石灰石和石英，沒(méi)有用到粘土，故D錯(cuò)誤；
故選BC；
（Ⅱ）（1）用天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)來(lái)制備氫氣和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+4H₂O

高溫    .

催化劑

CO₂+4H₂，
故答案為：CH₄+4H₂O

高溫    .

催化劑

CO₂+4H₂；
（2）合成氨工業(yè)中氮?dú)�、氫氣的轉(zhuǎn)化率很低，需要不斷的循環(huán)利用，故不需要提高某一種反應(yīng)物的量，否則會(huì)造成資源浪費(fèi)，
故答案為：不用；因?yàn)楹铣砂惫�業(yè)中氮?dú)�、氫氣的轉(zhuǎn)化率很低，需要不斷的循環(huán)利用，故不需要提高某一種反應(yīng)物的量，否則會(huì)造成資源浪費(fèi)；
（3）在制取原料氣體的過(guò)程中，常混有一些雜質(zhì)，雜質(zhì)會(huì)造成催化劑中毒，使催化劑失去活性，在進(jìn)入合成塔之前必須將雜質(zhì)除去；將一氧化碳氧化成二氧化碳，然后可以利用碳酸鉀溶液吸收二氧化碳，
故答案為：雜質(zhì)會(huì)造成催化劑中毒，使催化劑失去活性；碳酸鉀溶液；
（4）由于B點(diǎn)的反應(yīng)溫度高于A點(diǎn)，故反應(yīng)速率快，單位時(shí)間內(nèi)生成氨氣的量多，所以A點(diǎn)氨的含量小于B；在400℃時(shí)，雖然氨氣的產(chǎn)率較高，但是反應(yīng)速率較慢，并且在500℃時(shí)催化劑的反應(yīng)活性最大，故工業(yè)生產(chǎn)選擇500℃而不用400℃，
故答案為：B點(diǎn)的反應(yīng)溫度高于A點(diǎn)，故反應(yīng)速率快，單位時(shí)間內(nèi)生成氨氣的量多；400℃時(shí)，雖然氨氣的產(chǎn)率較高，但是反應(yīng)速率較慢，并且在500℃時(shí)催化劑的反應(yīng)活性最大，故工業(yè)生產(chǎn)選擇500℃；
（5）氨氣與二氧化碳反應(yīng)生成尿素，合成尿素反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2NH₃

加熱、加壓  .

CO（NH₂）₂+H₂O；該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)為：利用生成氫氣時(shí)產(chǎn)生的廢氣來(lái)生成新產(chǎn)品，一方面減少二氧化碳的排放，減小對(duì)環(huán)境的污染；另一方面開放新產(chǎn)品，提高生成的附加值，提高經(jīng)濟(jì)效益，
故答案為：CO₂+2NH₃

加熱、加壓  .

CO（NH₂）₂+H₂O；利用生成氫氣時(shí)產(chǎn)生的廢氣來(lái)生成新產(chǎn)品，一方面減少二氧化碳的排放，減小對(duì)環(huán)境的污染；另一方面開放新產(chǎn)品，提高生成的附加值，提高經(jīng)濟(jì)效益．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了合成氨、產(chǎn)物的百分含量隨濃度、時(shí)間的變化曲線，本題難度稍大，涉及了化學(xué)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響等知識(shí)，試題綜合性強(qiáng)，旨在培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力．