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题目列表(包括答案和解析)

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下

(1)①工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)?CO2+H2,850℃时,往1L密闭容器中充入0.3mol CO和0.2molH2O(g).反应4min后建立平衡,体系中c(H2)=0.12mol?L-1.CO的平衡浓度为
0.18mol/L
0.18mol/L
 转化率为
40%
40%
 该温度下此反应的平衡常数K=
1
1
 (填计算结果).
②在850℃时,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向逆反应方向进行的有
A
A
 (选填A、B、C、D、E)
A B C D E
n(CO2 3 l 0 1 l
n(H2 2 l 0 1 2
n(CO) 1 2 3 0.5 3
n(H2O) 5 2 3 2 l
(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/°C  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产率图1所示.温度高于900℃时,NH3产率下降,原因是
900℃时反应达到平衡状态,再升高温度平衡向左移动
900℃时反应达到平衡状态,再升高温度平衡向左移动


(4)在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子.使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ?mol-1表示.请认真观察图2,回答问题.
图中所示反应是
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的△H=
-(E1-E2)kJ/mol
-(E1-E2)kJ/mol
 (用含E1、E2E的代数式表示).已知热化学方程式:H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1,该反应的活化能为167.2kJ?mol-1,则其逆反应的活化能为
409kJ/mol
409kJ/mol

(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?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ?mol-1

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工业上常用还原沉淀法处理含铬废水(Cr2O72-和CrO42-),其流程为:
已知:
(1)步骤①中存在平衡:2Cr O42-(黄色)+2H+?Cr2O42-(橙色)+H2O
(2)步骤③生成的Cr(OH)3 在溶液中存在沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)?Cr3+(aq)+3OH (aq)
(3)常温下,Cr(OH)3 的溶度积Ksp=10-32;且当溶液中离子浓度小于10-5 mol?L-1 时可视作该离子不存在.
下列有关说法中,正确的是(  )

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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
①t℃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=
1
1
 (填计算结果).
②保持温度不变,向上述平衡体系中再加入0.1molCO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的转化率α(H2O)=
50%
50%

   (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
573K(填“>”、“<”或“=”).
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ?mol-1,不同温度下NO产率如右图所示.温度高于900℃时,NO产率下降的原因
温度高于900℃时,平衡向左移动
温度高于900℃时,平衡向左移动

(4)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,一般可以通过两种方法将其除去.
①方法一:将Ca(OH)2或CaO 投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而进行回收.当处理后的废水中c(Ca2+)=2×10-7 mol/L时,溶液中c(PO43-)=
5×10-7
5×10-7
mol/L.
(已知Ksp[Ca3(PO42]=2×10-33
②方法二:在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石-鸟粪石,反应的方程式为Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓.该方法中需要控制污水的pH为7.5~10,若pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低.其原因可能为
当pH高于10.7时,溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应,平衡向逆反应方向移动
当pH高于10.7时,溶液中的Mg2+、NH4+会与OH-反应,平衡向逆反应方向移动
.与方法一相比,方法二的优点为
能同时除去废水中的氮,充分利用了镁矿工业废水
能同时除去废水中的氮,充分利用了镁矿工业废水

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工业制硫酸的尾气中含有一定量SO2,处理尾气的手段除了氨吸收法以外还有以下几种方法.
(一)工业实际吸收过程中,第I步常采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO2,然后向生成溶液中加入熟石灰,充分反应后将生成产物分离后再经氧化后制得产品A.

(1)产品A是
CaSO4
CaSO4
(填化学式).
(2)有人提出将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO3,你认为是否可行?
不可以
不可以
(填“可以”、“不可以”或“不确定”)原因是
Ca(OH)2在水中溶解度较小,c(OH-)太低,吸收效率不高
Ca(OH)2在水中溶解度较小,c(OH-)太低,吸收效率不高

(二)制备MnSO4?H2O:SO2还原MnO2矿制备MnSO4?H2O,过程如下:

(1)生产中提高MnO2矿浸出率的措施除了将矿石粉碎还有
充分搅拌、适当提高体系温度等
充分搅拌、适当提高体系温度等
(答出一条即可).
(2)除铁发生的离子反应方程式为
2Fe3++3H2O+3CaCO3=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Ca2+ 或Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ 2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
2Fe3++3H2O+3CaCO3=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Ca2+ 或Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ 2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O

(3)操作I的名称为
蒸发浓缩、冷却结晶
蒸发浓缩、冷却结晶

(4)MnSO4?H2O在1150℃高温下易分解,产物是Mn3O4、含硫化合物、水,在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是
3MnSO4?H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O
3MnSO4?H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O

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工业废水中常含有一定量的Cr2O
 
2-
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和CrO
 
2-
4
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理.常用的处理方法有两种.
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为:CrO
 
2-
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H+
①转化
Cr2O
 
2-
7
Fe2+
②还原
Cr3+
OH-
③沉淀
Cr(OH)3
其中第①步存在平衡:2CrO
 
2-
4
(黄色)+2H+?Cr2O
 
2-
7
(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显
色.
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是
c
c

a.Cr2O
 
2-
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和CrO
 
2-
4
的浓度相同
b.2v(Cr2O
 
2-
7
)=v(CrO
 
2-
4

c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O
 
2-
7
离子,需要
6
6
mol的FeSO4?7H2O.
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)??Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)?c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至
5
5

方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O
 
2-
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的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
(5)用Fe作电极的原因为
阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+
阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+

(6)在阴极附近溶液PH升高的原因是(用电极方程式解释)
2H++2e-═H2
2H++2e-═H2

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同步练习册答案