4.討論:學(xué)過的化工生產(chǎn)(如鋼鐵工業(yè).合成氨.硝酸工業(yè).煤和石油化工.氯堿工業(yè)等)中.應(yīng)該如何處理環(huán)境和綜合經(jīng)濟(jì)效益等問題?[例題解析][例1]在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中.為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化.且能充分利用熱能.采用了中間有熱交換器的接觸室.圖中在a.b.c處流入或流 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

合成氨和制備硝酸是兩種重要的化工生產(chǎn),重慶某化工廠將合成氨與制備硝酸進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。

(1)在某溫度下體積為200 L的氨合成塔中,以分為單位的時間點上測得各物質(zhì)的濃度(mol·L1)如下表:

 

0 min

l min

2 min

3 min

4 min

N2

1.500

1.400

1.200

c1

c1

H2

4.500

4.200

3.600

c2

c2

NH3

0

0.200

0.600

c3

c3

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)得知0 min~2 min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率是_______,若3 min末N2的轉(zhuǎn)化率為a,則此時H2的轉(zhuǎn)化率為_______ (用含a的代數(shù)式表示)。

(2)今對合成氨反應(yīng)進(jìn)行如下研究:在容積均為10 L的a、b、c三個相同密閉容器中分別充入1 mol N2和3 mol H2,三個容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3,在其他條件相同情況下,實驗測得反應(yīng)均進(jìn)行到5 min時,NH3的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。則下列說法正確的是_______。

A.a(chǎn)、b、C三容器5 min時的正反應(yīng)速率大小為:b>a>c

B.達(dá)到平衡時,a、b、c中N2轉(zhuǎn)化率為a>b>c

C.5min時,a、b、c三容器中的反應(yīng)均可能達(dá)到平衡狀態(tài)。

D.將容器b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到容器c中的平衡狀態(tài),可采取的措施有升溫或減壓

(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):    △H=+180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol

則在該條件下,氨合成塔中所發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:____________________________;

(4)金屬Cu單獨與氨水或單獨與雙氧水都不反應(yīng),但可與二者的混合溶液反應(yīng)生成深藍(lán)色溶液,寫出該反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________;

(5)取200 mL的硝酸恰好與32 g Cu2S完全反應(yīng),已知硝酸被還原成等物質(zhì)的量的NO和NO2,另外還有CuSO4和Cu(NO3)2生成,則所得工業(yè)硝酸的濃度是_______mol·L1。

 

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海水是化學(xué)元素的寶庫,從海水中可以提取或生產(chǎn)多種化工原料,如食鹽、氯氣、單質(zhì)溴、鎂、純堿等,它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的用途.根據(jù)學(xué)過的知識回答下列問題:
(1)某化學(xué)興趣小組計劃用氯氣和氫氧化鈉制取簡易消毒液.
①其反應(yīng)原理為:(用離子方程式表示)
 

②配制250mL 4.0mol?L-1NaOH溶液,需要用到的玻璃儀器,除燒杯、玻璃棒外,還必須用到的是
 

(2)工業(yè)制得粗硅后,再與氯氣等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),最終得到純硅.請寫出工業(yè)制取粗硅的化學(xué)方程式:
 

(3)金屬鎂被譽(yù)為“國防金屬”,若鎂起火,不能用CO2來滅火,其原因可用化學(xué)方程式表示為
 

(4)①若Na2CO3固體中混有少量NaHCO3雜質(zhì),除去雜質(zhì)的方法是
 
,
②若NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質(zhì),除去雜質(zhì)的方法是
 

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重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑.工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3)為原料生產(chǎn)K2Cr2O7,其主要工藝如下(涉及的主要反應(yīng)是:6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O):
試回答下列問題:
(1)在反應(yīng)器①中,有Na2CrO4生成,同時Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2,雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳},寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式:
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2

(2)NaFeO2能強(qiáng)烈水解,在操作②生成沉淀而除去,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NaFeO2+2H2O═Fe(OH)3↓+NaOH
NaFeO2+2H2O═Fe(OH)3↓+NaOH

(3)操作③的目的是什么,用簡要的文字說明:
降低pH值有利于的SiO32-,AlO2-水解平衡向正反應(yīng)方向移動,當(dāng)pH調(diào)到7~8時,使它們水解并沉淀完全
降低pH值有利于的SiO32-,AlO2-水解平衡向正反應(yīng)方向移動,當(dāng)pH調(diào)到7~8時,使它們水解并沉淀完全

(4)操作④中酸化時,CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式:
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O

(5)操作⑤中利用下面的復(fù)分解反應(yīng),可得重鉻酸鉀:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7+2NaCl.  試從你所學(xué)過的知識分析該反應(yīng)可以發(fā)生的原因:
常溫下重鉻酸鉀的溶解度較小
常溫下重鉻酸鉀的溶解度較小
溫度對氯化鈉的溶解度影響很小,但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大,所以將溶液濃縮后,冷卻,即有大量重鉻酸鉀結(jié)晶析出,氯化鈉仍留在溶液中
溫度對氯化鈉的溶解度影響很小,但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大,所以將溶液濃縮后,冷卻,即有大量重鉻酸鉀結(jié)晶析出,氯化鈉仍留在溶液中

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認(rèn)真閱讀下面的新聞報道,完成后面的相關(guān)問題:
據(jù)某報2002年10月11日報道,2002年10月9日下午,某廠發(fā)生一起嚴(yán)重化學(xué)事故,該廠生產(chǎn)中需要無水苯作為溶劑,因此,使用苯前需要用金屬鈉除掉苯中的少量水分.在生產(chǎn)過程中,由于某種原因,誤將1300kg甲苯當(dāng)作苯投進(jìn)一個反應(yīng)釜中,并向反應(yīng)釜中投入了10kg左右的金屬鈉.由于甲苯中含水量比苯少,金屬鈉不能被完全消耗掉,在反應(yīng)釜四壁還殘留有5kg左右的金屬鈉.
由于金屬鈉很活潑,遇水即發(fā)生劇烈反應(yīng),危險性極大.該反應(yīng)釜嚴(yán)重威脅著該廠和周圍群眾的安全.經(jīng)過眾專家研究后,提出了三種處理事故的建議:
Ⅰ.打開反應(yīng)釜,用工具將反應(yīng)釜內(nèi)的金屬鈉取出來;
Ⅱ.向反應(yīng)釜中加水,通過化學(xué)反應(yīng)“除掉”金屬鈉;
Ⅲ.采用遠(yuǎn)程滴加乙醇的方法向反應(yīng)釜內(nèi)加入乙醇,并設(shè)置放氣管,排放乙醇與金屬鈉反應(yīng)放出的氣體和熱量.
專家們進(jìn)行了周密的研究和部署,經(jīng)過緊張作業(yè),至第二天晚8時,險情終于安全排除.
(1)文中提到“該反應(yīng)釜嚴(yán)重威脅著該廠和周圍群眾的安全”,試用你學(xué)過的知識及題目所給信息解釋危險性到底在哪里?
金屬鈉很活潑,遇水即發(fā)生劇烈反應(yīng)
金屬鈉很活潑,遇水即發(fā)生劇烈反應(yīng)

最終專家選擇了最安全、最合理的解決問題的辦法,你認(rèn)為選擇的是哪種方案?簡要說明理由.
選用(3)乙醇與金屬鈉可以反應(yīng)且比較溫和
選用(3)乙醇與金屬鈉可以反應(yīng)且比較溫和

(2)分析文中信息可以知道,苯在工業(yè)生產(chǎn)中的一種重要用途是
作溶劑
作溶劑
不能
不能
(填“能”或“不能”)與金屬鈉反應(yīng),等質(zhì)量甲苯中的含水量大約是苯中含水量的
50%
50%
(填百分?jǐn)?shù)).用金屬鈉可以除去苯中含有的水,而且也可以檢驗苯中是否含有水.那么應(yīng)該用
無水CuSO4
無水CuSO4
(填化學(xué)試劑的化學(xué)式)檢驗乙醇中是否含有水.
(3)寫出乙醇與金屬鈉的反應(yīng)方程式:
2Na+2C2H5OH→H2↑+2C2H5ONa
2Na+2C2H5OH→H2↑+2C2H5ONa

(4)甲苯上的一個氫原子被氯原子取代可得到物質(zhì)A,結(jié)構(gòu)為,物質(zhì)B是它的同分異構(gòu)體,也含有苯環(huán),那么物質(zhì)B可能的結(jié)構(gòu)有

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A是一種重要的化工原料,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工水平,C是一種酸性物質(zhì),D是具有果香氣味的烴的衍生物.A、B、C、D在一定條件下存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(石蠟油含17個碳原子以上的液態(tài)烷烴,部分反應(yīng)條件、產(chǎn)物被省略).

(1)工業(yè)上,由石油獲得汽油、煤油、石蠟油等成份的方法是
蒸餾
蒸餾

(2)A→B的反應(yīng)類型是
加成
加成
;B+C→D的反應(yīng)類型是
酯化
酯化

(3)有機(jī)反應(yīng)中,條件不同往往反應(yīng)產(chǎn)物也不同.題中B轉(zhuǎn)化為C時,B發(fā)生了氧化反應(yīng),請寫出已學(xué)過的B在一定條件下發(fā)生氧化反應(yīng),轉(zhuǎn)化為另一種烴的衍生物的化學(xué)方程式
2CH3CH2OH+O2
Cu
2CH3CHO+2H2O
2CH3CH2OH+O2
Cu
2CH3CHO+2H2O

(4)寫出B+C轉(zhuǎn)化為D 的化學(xué)方程式
CH3COOH+CH3CH2OH
濃硫酸
CH3COOCH2CH3+H2O
CH3COOH+CH3CH2OH
濃硫酸
CH3COOCH2CH3+H2O

實驗室常用如圖所示裝置制取D,請在圖所示方框中補(bǔ)充畫出有關(guān)儀器,并標(biāo)明所盛藥品的名稱.

(5)丁烷和戊烷等烷烴是石蠟油獲得A的過程中的中間產(chǎn)物.
①請寫出丁烷的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式
CH3-CH2-CH2-CH3、(CH33CH
CH3-CH2-CH2-CH3、(CH33CH

②戊烷的一種同分異構(gòu)體,它的一氯取代物有4種,則這種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為
(CH32CHCH2CH3
(CH32CHCH2CH3

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