(化学与技术,15分)以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如图1:
请回答下列问题:
(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为 ;
(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气 、 和干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是 ;
(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图2所示.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是 ;
(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是 ,从而充分利用能源。
下表是摘自国家环境监测中心公布的某时间我国部分大城市空气的监测周报.
城市 |
污染 指数 |
首要 污染物 |
空气质 量级别 |
城市 |
污染 指数 |
首要 污染物 |
空气质 量级别 |
北京 |
92 |
TSP |
Ⅱ |
济南 |
76 |
TSP |
Ⅱ |
天津 |
82 |
TSP |
Ⅱ |
武汉 |
83 |
NOx |
Ⅱ |
长春 |
103 |
TSP |
Ⅲ |
深圳 |
77 |
NOx |
Ⅱ |
上海 |
74 |
NOx |
Ⅱ |
汕头 |
54 |
Ⅱ |
|
杭州 |
67 |
TSP |
Ⅱ |
成都 |
87 |
TSP |
Ⅱ |
福州 |
42 |
Ⅰ |
重庆 |
98 |
SO2 |
Ⅱ |
|
厦门 |
25 |
Ⅰ |
贵阳 |
69 |
TSP |
Ⅱ |
注:TSP:空气中飘尘;NOx:含氮氧化物.
阅读分析上表,回答下列问题:
(1)经济特区中,空气质量最好的城市是________,直辖市中空气质量最差的城市是________.
(2)最容易出现酸雨的城市是________.为防止城市出现酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将生石灰或石灰石和含硫煤混合使用.请写出燃烧时,有关“固硫”(不使含硫化合物进入大气)反应的化学方程式________________________________________________________________.
金属的腐蚀是指____________________________________。
由于与金属接触的介质不同,发生腐蚀的化学原理也不同,一般可分为________________________和________________________,其中________________________更为普遍。
合理使用材料,改善人类生活。
① 钢铁是人类生产和生活中非常重要的材料,但每年因锈蚀而损失的数量十分惊人。金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两者的微观本质都是发生的过程。为防止轮船船体在海水中被腐蚀,一般在船身连接(选填“锌块”或“铜块”)。
② 在普通玻璃制造过程中,碳酸钙与二氧化硅在高温下发生反应的化学方程式是
。橡胶是制造轮胎的重要原料,天然橡胶通过硫化措施,使它的分子转化为结构,从而增大橡胶的强度。
下图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图,进行皂化反应时的步骤如下:
(1)在圆底烧瓶中装入7~8 g硬脂酸甘油酯,然后加入2~3 g的氢氧化钠、5 mL水和10 mL酒精;加入酒精的作用为_______________________________。
(2)向所得混合物中加入____________________,静置一段时间,溶液分为上下两层,肥皂在__________层。
(3)图中长玻璃管的作用是________________________________________________。
(4)写出该反应的化学方程式______________________________________________。
I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g) △H=" -574" kJ·mol-l
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0 kJ·mol-l
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式____。
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
(1)由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(a)与温度、压强的关系如图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数:K=____;
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则白反应开始到达平衡状态所需的时间tAtC(填 “>”、“<”或“=”)。
(2)日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示(实线)。
①若改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变可能是,曲线II对应的实验条件改变可能是____。
②请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图:电解池中两极材料均为碳棒,在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4。
①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式,投料时必须满足n(KOH):n(MnO2)。
②阳极的电极反应为。
③B物质是(填化学式),可以循环使用的物质是(填化学式)。