(10分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反

(10分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反

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(10分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率       ;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N=的转化率为,则        (‘填“>”、“<”或“=”)。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
4NH3+5O24NO+6H2O    4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸,理论上需要加水的质量为  
吨。(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。若在标准状况下有NO、NO2的混合气体(不考虑N2O4)恰好与50mL 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全,且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4:1,则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?(请写出计算过程)   
答案

(1)12.5%或1/8、>(4分,每空2分)   (2)9(3分)
(2)解析:由反应4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3得:
NH3+2O2=HNO3+H2O,3.4吨液氨产生的硝酸为12.6吨,水为3.6吨,则理论上需加水的质量为为:126.t/50%-(12.6+3.6)t=9t
(3)(3分)由反应转化关系知,反应过程中钠元素守恒,设NaNO2和NaNO3的物质的量分别为4a mol和a mol,则4a+a=50mL×10-3mL·L-1×1.0 mol·L-1×2,解得:a=0.02 mol,于是,推出NO、NO2的物质的量分虽为:0.03 mol、0.07 mol,即:NO所占的体积分数为30%。
解析

举一反三
(6分)
氯碱工业中,阳极的电极反应式为                        ,阴极产物为          ;若用石墨电极电解CuSO4溶液,阴阳两极均产生2.24 L气体(标准状况),则析出Cu     g。
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(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
(1)钴原子在基态时核外电子排布式为         
(2)下列有关分子结构的说法正确的是           
A.C2H4分子中有5个键处1个
B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S
C.H2S分子呈V形结构
D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
(3)下列有关说法不正确的是     
A.H2O、CO、COS均是极性分子
B.相同压强下沸点:Cs2>COS>CO2
C.相同压强下沸点:C2H5SH>C2H5OH
D.相同压强下沸点:CO>N2
(4)-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为:        个。

(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于            
(6)钼的一种配合物化学式为:Na3[Mo(CN)8]·8H2O,中心原子的配位数为   
B.烃醛结合反应有机合成中颇为重要,绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下:

实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛,在回流状态下反应2h,反应的产率和转化率均非常高。
(1)采用回流反应2h的目的是             
(2)在反应中甲醇需过量,其原因是              
 (3)不同铌酸用量对产率和转化率影响,如下表:
铌酸用量/mol
0.01
0.02
0.03
0.05
0.1
0.15
0.2
0.6
产率%
87.3
88.2
90.3
94.2
92.9
93.1
91.8
92.3
转化率%
89.7
92.1
93.9
98.9
94.9
95.7
93.9
94.3
      在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为        
(4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是         
(5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:
序号


转化率%
产率%
1
邻羟基苯甲醛
甲醇
94.3
89.6
2
邻羟基苯甲醛
甲醇
93.6
88.7
3
邻氯苯甲醛
甲醇
93.1
87.3
4
间硝基苯甲醛
甲醇
54.2
34.1
5
邻硝基苯甲醛
甲醇
89.9
79.5
6
对硝基苯甲醛
甲醇
65.7
41.9

从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是   
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(4分)利用黄铁矿为原料制取硫酸,在煅烧时矿石中硫的利用率为98%,在接触氧化时二氧化硫的转化率为90%。煅烧1t含硫质量分数为48%的矿石,能生产多少吨H2SO4质量分数为98%的硫酸?
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(7分)甲醇是可再生燃料,可以利用天然气等物质生产,生产成本低,用途广泛。最近有科学家提出:把含有0.050%CO2的空气(通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。)吹入碳酸钾溶液中,然后再想法把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想技术流程如下:

试回答下列问题:
(1)写出吸收池中主要反应的离子方程式:
____________________      __                           _。
(2)写出合成塔中反应的化学方程式:
_________________     _                             __。
(3)若吹入的空气体积为33.6m3(标准状况下),则理论上最多可生产       g甲醇
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为研究和开发天然食用色素。某研究小组取等量相同品种的红枣,采用溶剂提取红枣中部分红色素,用紫外光谱仪测定不同温度下提取液的吸光度,实验结果见右图。已知吸光度越大,红色素含量越高。下列分析较合理的是
A.20℃时,红枣中红色素含量最低
B.吸光度越大,红枣中红色素含量越高C.红色素可能在较高温度下不稳定
D.温度越高,提取液中红色素含量越高

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