高中化學(xué) 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)（第6課時）單元復(fù)習(xí)小結(jié)三案一課學(xué)案 新人教版選修2-新人教版高二選修2化學(xué)學(xué)案

第6課時走進(jìn)化學(xué)工業(yè)單元復(fù)習(xí)小結(jié)學(xué)案【知識建構(gòu)】【專題突破】1.在學(xué)習(xí)理念上，化學(xué)與技術(shù)、技術(shù)與生產(chǎn)相結(jié)合，生產(chǎn)與環(huán)保相結(jié)合，現(xiàn)代技術(shù)與技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合。2.在學(xué)習(xí)方式上，比較制備硫酸、合成氨和制備純堿，比較索爾維制堿法和侯氏制堿法，比較化學(xué)原理、生產(chǎn)過程、經(jīng)濟(jì)效益、對環(huán)境的影響等等。3.在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，在認(rèn)識化工基本常識的同時，掌握以硫酸、氨、純堿等為中心的化學(xué)物質(zhì)的知識。學(xué)習(xí)分析與解決問題的技能，學(xué)習(xí)創(chuàng)新的思路。專題一：化學(xué)工業(yè)生成與環(huán)境保護(hù)【教師點(diǎn)撥】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)問題越來越引起人們的重視。在工業(yè)生產(chǎn)(包括其他各類物質(zhì)的生產(chǎn))過程中，之所以出現(xiàn)對環(huán)境的污染，一條基本原因是物質(zhì)使用效率不高所致，資源未全部變成產(chǎn)品，很多是作為有害廢物排到環(huán)境中去了。如果物盡其用，在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢物，或者將產(chǎn)生廢物再變?yōu)樵涎h(huán)使用，就不會對環(huán)境造成污染了。這樣，不僅防止了環(huán)境污染問題，而且可促使經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。1.綠色化學(xué)有關(guān)概念

（1）核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。

綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物，這是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。

（2）綠色化學(xué)的研究主要圍繞化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化開展的,因此化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物具有以下特征：

A.采用無毒、無害的原料；

B.在無毒、無害的條件(包括催化劑、溶劑)下進(jìn)行；

C.產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)境友好的；

D.具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，即反應(yīng)具有高選擇性、極少副產(chǎn)物，甚至實(shí)現(xiàn)“零排放”。此外，它還應(yīng)當(dāng)滿足“物美價廉”的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

2.原子經(jīng)濟(jì)性

原子經(jīng)濟(jì)性在化學(xué)合成特別是有機(jī)合成中，減少廢物的關(guān)鍵是提高選擇性問題，即選擇最佳反應(yīng)途徑，使反應(yīng)物原子盡可能多地轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物原子，最大限度地減少副產(chǎn)物，才會真正減少廢物的生成。美國著名有機(jī)化學(xué)家TROST在1991年首先提出“原子經(jīng)濟(jì)性”的概念：認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中（如完全的加成反應(yīng)：A+B=C），達(dá)到零排放。原子經(jīng)濟(jì)性可用原子利用率來衡量，其定義可表示為：原子利用率=。經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個顯著優(yōu)點(diǎn)：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放?！纠?】下列哪一項符合“綠色化學(xué)”的原則(

)A.排放前對廢氣、廢水、廢渣進(jìn)行無害化處理B.在化學(xué)生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì)C.在化工生產(chǎn)中，盡量避免使用任何化學(xué)物質(zhì)D.在化工廠范圍多種草種樹，努力構(gòu)建花園式工廠【解析】綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。綠色化學(xué)的原則是少排放污染物或者不排放污染物，不是排放了污染再去治理污染。選項A中，不是從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，還是排放了污染物，選項A錯；選項B中，符合綠色化學(xué)的原則，選項B對；選項C中，綠色化學(xué)的原則是盡可能的把反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，化工生產(chǎn)中，不使用化學(xué)物質(zhì)是不可能的，選項C錯；選項D中，是治理污染的方法之一，選項D錯；正確答案為B?！敬鸢浮緽【即學(xué)即練1】在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率為100%。下列反應(yīng)類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則的是（）①置換反應(yīng)②化合反應(yīng)③分解反應(yīng)④取代反應(yīng)⑤加成反應(yīng)⑥消去反應(yīng)⑦加聚反應(yīng)⑧縮聚反應(yīng)A.①②⑤B.②⑤⑦C.只有⑦⑧D.只有⑦1.B【解析】①③④⑥⑧產(chǎn)物都不是一種，所以不符合題意，反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物；②⑤⑦生成物就一種，符合題意。專題二應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法【教師點(diǎn)撥】化工生產(chǎn)選擇適宜條件的原則化工生產(chǎn)選擇適宜條件的目的是盡可能加快反應(yīng)速率和提高反應(yīng)進(jìn)行的程度，依據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的規(guī)律確定，其原則是：（1）對任一可逆反應(yīng)，增大反應(yīng)物濃度，能提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率。故生產(chǎn)中常使廉價易得的原料適當(dāng)過量，以提高另一原料的利用率。（2）對氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大總壓使平衡向增加生成物的方向移動。但壓強(qiáng)太大，動力消耗、設(shè)備要求、成本均增高，故必須綜合考慮。（3）對放熱反應(yīng)，升溫能提高反應(yīng)速率，但轉(zhuǎn)化率降低，若溫度太低，反應(yīng)速率又太慢，故需使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。對吸熱反?yīng)，升溫能加快反應(yīng)速率，又能提高轉(zhuǎn)化率，但要避免反應(yīng)物或生成物的過熱分解。（4）使用催化劑可大大提高反應(yīng)速率且不影響化學(xué)平衡，但使用時必須注意其活性溫度范圍，且防止催化劑“中毒”，延長使用壽命。工業(yè)生產(chǎn)中既要考慮盡量增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，充分利用原料又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時間產(chǎn)率。以上兩點(diǎn)就是選擇反應(yīng)條件的出發(fā)點(diǎn)，當(dāng)二者發(fā)生矛盾時，要結(jié)合具體情況辯證分析，找出最佳反應(yīng)條件?！纠?】合成氨工業(yè)中，原料氣（N2、H2及少量CO、NH3的混合氣）在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅（Ⅰ）溶液來吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3Ac·COΔH<0(1)必須除去原料氣中CO的原因是________________________________________________。(2)醋酸二氨合銅（Ⅰ）吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是______________________________。(3)吸收CO后的醋酸銅氨溶液經(jīng)過適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)且吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸銅氨溶液再生生產(chǎn)的適宜條件應(yīng)是___________________________________________________________________?！窘馕觥课誄O反應(yīng)的特點(diǎn)：正反應(yīng)是氣體體積縮小的放熱反應(yīng)。對于這樣一個可逆反應(yīng)，用化學(xué)平衡原理及有關(guān)知識解答?！敬鸢浮浚?）防止合成塔中的催化劑中毒（2）低溫、高壓（3）高溫、低壓【即學(xué)即練2】鉀是—種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)ΔH＞0壓強(qiáng)(kPa)13.3353.32101.3K的沸點(diǎn)(℃)590710770Na的沸點(diǎn)(℃)700830890KCl的沸點(diǎn)(℃)

1437NaCl的沸點(diǎn)(℃)

1465該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K＝c(K)，各物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系見上表。(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為

，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于

。(2)在制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是

。(3)常壓下，當(dāng)反應(yīng)溫度升高900℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K＝

2.(1)770℃

890℃；(2)降低壓強(qiáng)或移去鉀蒸氣、適當(dāng)升高溫度(3)K＝c(K)/c(Na)【解析】金屬的置換反應(yīng)常見的是在水溶液中進(jìn)行,而本題是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行，根據(jù)平衡移動原理，只要反應(yīng)不斷向正反應(yīng)方向進(jìn)行即可。(1)從題給信息很容易看出：要生成鉀必須滿足鉀為氣態(tài),而其它物質(zhì)均不為氣態(tài)即可，要想得到鉀蒸汽，應(yīng)達(dá)到沸點(diǎn)770℃,而又低于其它物質(zhì)的沸點(diǎn),故應(yīng)低于890℃。(2)提高原料的利用率,即使平衡盡可能地向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡特點(diǎn)，是氣體分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng)，因此可以采取的措施有：減小壓強(qiáng)或適當(dāng)升高溫度或著將生成的鉀蒸汽分離出來以減小生成物的濃度等方法。(3)當(dāng)反應(yīng)溫度升高到900℃時，鉀、鈉均為氣態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)的定義及其表達(dá)式可得：K＝c(K)/c(Na)。專題三化工生產(chǎn)及定量分析中的綜合計算問題結(jié)合化工生產(chǎn)過程中的具體情景設(shè)置計算型問題是最近幾年考查學(xué)生綜合分析及計算能力的常見形式之一，化學(xué)定量分析中的計算也是高生應(yīng)該掌握的重要內(nèi)容。問題的重心主要在原料的投料比、轉(zhuǎn)化率、定量分析等方面。在有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)計算中，首先要理解以下幾個概念（1）物質(zhì)的純度=（2）原料的利用率=實(shí)際利用原料量=（1－原料的損耗率）×實(shí)際投入原料總量（3）產(chǎn)品的產(chǎn)率=理論產(chǎn)量＞實(shí)際產(chǎn)量計算的簡捷方法是抓住純凈物的量。即將原料量折算為實(shí)際參加反應(yīng)的純凈物的量，求出產(chǎn)品的純凈物的量，再折算為不純產(chǎn)品的量。多步反應(yīng)一步計算的關(guān)鍵，是根據(jù)正確的各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，找出起始原料與最終產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量之比列出相應(yīng)的關(guān)系式，然后進(jìn)行計算。(4)解題規(guī)律：依據(jù)多步反應(yīng)的化學(xué)方程式或元素的守恒原則，推導(dǎo)出起始原料與最終產(chǎn)物之間的定量關(guān)系式，一步求解。(5)解題注意①如所給反應(yīng)物或生成物是不純量，應(yīng)先折算為純量再進(jìn)行計算。②給出某元素或某物的損失率，應(yīng)先換算成轉(zhuǎn)化率再進(jìn)行計算。轉(zhuǎn)化率=1-損失率。③某一化合物中元素的損失率=該化合物的損失率；中間產(chǎn)物的損失率=原料的損失率。在化工生產(chǎn)中，要制得最后的產(chǎn)品，往往要涉及多步反應(yīng)，而且第一步反應(yīng)的生成物往往是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，我們稱之為連續(xù)反應(yīng)，若要計算產(chǎn)物與原料量關(guān)系，不需要逐步計算，為了簡便起見，可以根據(jù)方程式，找出起始反應(yīng)物與最終生成物之間的量的關(guān)系（主要是物質(zhì)的量的關(guān)系），最后進(jìn)行一次性計算，簡化運(yùn)算過程，也可以據(jù)元素守恒推導(dǎo)關(guān)系式。在很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，也涉及連續(xù)反應(yīng)，現(xiàn)將常見的連續(xù)反應(yīng)總結(jié)如下：1.工業(yè)制硫中FeS2與H2SO4的關(guān)系為FeS2～2H2SO42.工業(yè)制硝酸：方程式見上表，其中NH3與HNO3的關(guān)系為NH3～HNO3；3.工業(yè)合成氨：方程式見上表，其中C與N2，C與NH3的關(guān)系式分別為3C～N2～NH3說明：由于工業(yè)生產(chǎn)中的原料一般要循環(huán)利用，因此從理論上講，主要元素如上反應(yīng)中的S、N等元素守恒，不通過方程式，根據(jù)元素的守恒關(guān)系也可得出關(guān)系式?！纠}3】黃鐵礦的主要成分是FeS2，某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測定時，取100g樣品在空氣中充分燃燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0200mol/L的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。已知：SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋；Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))_____________________。(2)若燃燒6g純凈的FeS2產(chǎn)生的SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3氣體時放出9.83kJ的熱量，產(chǎn)生的SO3與水全部化合生成硫酸時放出13.03kJ的熱量。寫出接觸室中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________________________________。(3)煅燒10t上述黃鐵礦，理論上可制得98%濃硫酸____________________t，SO2全部轉(zhuǎn)化為硫酸時放出的熱量是____________________kJ。【解析】根據(jù)題給兩個反應(yīng)可推出SO2與K2Cr2O7的物質(zhì)的量的關(guān)系為3SO2～Cr2O72－，再根據(jù)煅燒黃鐵礦反應(yīng)式4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe2O3＋8SO2可推出eq\f(3,2)FeS2～Cr2O72－所以n(FeS2)＝eq\f(3,2)n(Cr2O72－)＝eq\f(3,2)×02000mol·L－1×25.00×10－3L＝eq\f(3,4)×10－3mol所以(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(\f(3,4)×10－3mol×120g·mol－1,0.1000g)×100%＝900%。所以V(SO2)＝1.5×105mol×22.4L·mol－1＝3.36×10根據(jù)質(zhì)量守恒可求出制得98%的硫酸質(zhì)量為eq\f(1.5×105mol×98g·mol－1,98%×1×106g/t)＝15tSO2轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量為兩部分：一部分為SO2轉(zhuǎn)化為SO3放出的，另一部分SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的，可分別求出后相加而得到答案。【答案】(1)900%(2)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)ΔH＝－133kJ·mol－1(3)3.36×106153.43×107【即學(xué)即練3】為方便某些化學(xué)計算，有人將98%濃硫酸表示成下列形式，其中合理的是（）A.B.C．D.3.A【解析】假設(shè)原98%硫酸的質(zhì)量為100g，則98%濃H2SO4中有純H2SO498g，水2g。則H2SO4與H2O的物質(zhì)的量之比為=，可判斷A正確。練案A組（課堂反饋滿分50分）一、選擇題（每小題5分，共35分）1.“綠色化學(xué)”的主要內(nèi)容之一是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)，使原子充分利用，不產(chǎn)生污染物。下列化學(xué)反應(yīng)符合“綠色化學(xué)”理念的是（）A.制CuSO4：Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2↑+2H2OB.制CuSO4：2Cu+O2=2CuO；Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2OC.制Cu(NO3)2；Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OD.制Cu(NO3)2；3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O1.B【解析】SO2、NO、NO2均為大氣污染物。當(dāng)n(Cu):n(H2SO4):n(CuSO4)=1：1：1、n(Cu):n(HNO3):n[Cu(NO3)2]=1:1:1時原子利用率最高。A、C、D產(chǎn)生污染物且原子利用率不高。2.下列工業(yè)生產(chǎn)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)不涉及氧化還原反應(yīng)的是()A.用侯氏制堿法合成純堿B.用二氧化硫制硫酸C.工業(yè)合成氨 D.從海水中提取單質(zhì)溴2.A【解析】本題考查的是常見工業(yè)反應(yīng)中的主要反應(yīng)原理，較易。聯(lián)合制堿法利用生成溶解度更小的碳酸氫鈉，不屬于氧化還原反應(yīng)；B、C、D中都有氧化還原反應(yīng)。3.根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想，某化學(xué)家設(shè)計了下列化學(xué)反應(yīng)步驟：①CaBr2+H2O=

CaO+2HBr②2HBr+Hg=

HgBr2+H2↑③HgBr2+CaO=

HgO+CaBr2④2HgO=

2Hg+O2↑該方案的目的是為了制備()A.HBrB.CaOC.H2D.Hg3.C【解析】將上述幾個方程式相加，會發(fā)現(xiàn)CaBr2、Hg為催化劑,CaO、HBr、HgBr2、HgO皆為中間產(chǎn)物，總反應(yīng)為H2O分解產(chǎn)生H2和O2，故選C。4.固硫劑是把煤燃燒時生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質(zhì)，可減少二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴?。下列物質(zhì)中可用做固硫劑的有()A.CaOB.Na2CO3C.NH4NO3D.P24.A【解析】在高溫條件下CaO＋SO2eq\o(=,\s\up8(高溫))CaSO3,2CaSO3＋O2eq\o(=,\s\up8(高溫))2CaSO4，從而起到固硫作用，B、C、D在該環(huán)境下，皆無法吸收SO2，故選A。5.在NH3、HNO3、H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中，具有的共同點(diǎn)是（）A.使用吸收塔設(shè)備B.使用尾氣吸收裝置C.使用H2作原料D.使用催化劑5.D【解析】N2+3H22NH34NH3+5O24NO+6H2O2SO2+O22SO3,故D正確。A：NH3生產(chǎn)中不使用吸收塔。B：NH3生產(chǎn)不用尾氣吸收裝置。C：H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中不使用H2作原料。6.下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述，可用勒夏特列原理來解釋的是（）A.使用催化劑，使氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w有利于合成氨B.高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)C.500℃D.合成氨時采用循環(huán)操作，可提高原料的利用率6.B【解析】使用催化劑能同等程度地加快v(正）、v（逆），而平衡不發(fā)生移動，A項不合題意；合成氨的反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，B項符合題意；合成氨的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則低溫才有利于平衡正向移動，實(shí)際生產(chǎn)中一般采用提高溫度（500℃），是為了加快反應(yīng)速率，且500℃時催化劑活性最大，故C項不符合題意；合成氨采用循環(huán)操作，并沒有涉及化學(xué)平衡的移動，故7.某工廠用CaSO4、H2O、NH3、CO2制備(NH4)2SO4。其工藝流程如下：eq\x(CaSO4溶液)eq\o(→,\s\up8(足量NH3))eq\x(甲)eq\o(→,\s\up8(適量CO2))eq\x(乙)eq\o(→,\s\up8(過濾))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(濾液\o(→,\s\up8(提純))NH42SO4,CaCO3\o(→,\s\up8(煅燒))生石灰))下列推斷不合理的是()A.往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成B.生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3C.在實(shí)際生產(chǎn)中CO2可被循環(huán)使用D.直接蒸干濾液能得到純凈的(NH4)2SO47.D【解析】該反應(yīng)原理為2NH3＋CO2＋H2O=(NH4)2CO3，CaSO4＋(NH4)2CO3=CaCO3↓＋(NH4)2SO4，CaCO3eq\o(=,\s\up8(煅燒))CaO＋CO2↑。直接蒸干會導(dǎo)致(NH4)2SO4分解。二、填空題（共15分）8.(6分)將6g某種鐵的硫化物在氧氣流里灼燒，使硫全部氧化為二氧化硫，再將所得二氧化硫全部氧化為三氧化硫，并與水反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為硫酸。這些硫酸恰好與40mL5mol/L氫氧化鈉溶液中和，求鐵的硫化物的化學(xué)式。8.FeS2【解析】m(S)=×32g/mol=32(g)(1分)m(Fe)=6g－32g=28g(1分)(2分)∴鐵的硫化物化學(xué)式為FeS2(2分)9.(9分)現(xiàn)有一份“將二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸銨”的資料，摘錄如下：“一個典型的實(shí)例：初步處理后的廢氣含2%的二氧化硫和10%的氧氣(體積分?jǐn)?shù))。在400℃時廢氣以5m3·h－1的速率通過五氧化二釩催化劑層與20L·h－1的速率的氨氣混合，再噴水，此時氣體溫度由400℃降至200℃，在熱的結(jié)晶裝置中得到硫酸銨晶體”(氣體體積均折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，利用上述資料，用氨來除去工業(yè)廢氣中的SO2(1)按反應(yīng)中的理論值，二氧化硫與氧氣的物質(zhì)的量之比為2∶1，該資料中這個比值是________，簡述不采用2∶1的理由______________________________________。(2)通過計算，說明為什么廢氣以5m3·h－1的速率與20L·h－1(3)若某廠每天排放1×1049．(1)1∶50據(jù)化學(xué)平衡移動原理，過量的O2可提高SO2的轉(zhuǎn)化率(2)廢氣中SO2的速率為1000L·m－3×5m3·h－1×2%＝10L·hV(SO2)∶V(NH3)＝10∶20＝1∶2恰好生成(NH4)2SO4(3)3.54t硫酸銨，91tNH3【解析】SO2轉(zhuǎn)化為一可逆反應(yīng)，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率可用過量的O2；據(jù)關(guān)系式SO2～SO3～2NH3～(NH4)2SO4可知廢氣中SO2與NH3應(yīng)以1∶2通入。B組（課后拓展）1.為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，有人設(shè)計了如下圖所示的裝置(圖中夾持裝置均已略去)。實(shí)驗(yàn)操作：①檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒，向長頸漏斗中注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣產(chǎn)生。在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度。②關(guān)閉彈簧夾c，取下截去底部的細(xì)口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃，然后立即罩上無底細(xì)口瓶C，塞緊瓶塞，如上圖所示。氫氣繼續(xù)在瓶內(nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。③用酒精燈加熱反應(yīng)管E，待無底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時，打開彈簧夾b，無底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E，片刻后F中的溶液變紅?；卮鹣铝袉栴}：a．檢驗(yàn)氫氣純度的目的是______________________________________。b．C瓶內(nèi)水位下降到液面保持不變時，A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是________，防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過大。此時再打開彈簧夾b的原因是_____________________________________，C瓶內(nèi)氣體的成分是______________________________________。c．在步驟③中，先加熱鐵觸媒的原因是________________________。反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________。1.a．通過檢驗(yàn)H2的純度證明E管中空氣被排盡，同時也防止點(diǎn)燃?xì)錃鈺r發(fā)生爆炸b．A裝置中液面下降，長頸漏斗中液面上升，反應(yīng)停止使C瓶內(nèi)氣體進(jìn)入E管中N2、H2、少量的CO2和水蒸氣c．合成氨反應(yīng)需加熱，鐵觸媒在約500℃的溫度下活性最大，故需先加熱鐵觸媒N2＋3H2eq\o(,\s\up8(鐵觸媒),\s\do6(△))2NH3【解析】a．在該實(shí)驗(yàn)中，關(guān)閉彈簧夾a、b，打開彈簧夾c、d、e，H2可以進(jìn)入E裝置，排盡其中的空氣，防止空氣中的O2將E裝置中鐵觸氧化，通過檢驗(yàn)H2的純度可以證明E裝置中空氣是否被排盡，同時在②步實(shí)驗(yàn)中要點(diǎn)燃H2，在點(diǎn)燃之前，也必須檢驗(yàn)其純度，防止爆炸。b．C瓶內(nèi)水位下降，說明瓶內(nèi)壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng)，會導(dǎo)致A裝置中長頸漏斗液面上升，試管內(nèi)液面下降，使酸液與Zn粒相脫離，停止反應(yīng)。此時打開彈簧夾b，H2和N2混合氣體在較大的壓力作用下會通過導(dǎo)氣管，經(jīng)干燥后進(jìn)入E管。由于空氣中的O2與H2反應(yīng)了，所以C瓶內(nèi)氣體的成分是N2、H2及少量的CO2和水蒸氣。c．N2與H2的反應(yīng)需要加熱，鐵觸媒最大活性的適宜溫度約為500℃。因此，要在將N2、H2混合氣體通入E之前加熱鐵觸媒。2.某化肥廠以氨和空氣（其中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為2）為原料生產(chǎn)硝酸銨過程如下：其中反應(yīng)①為4NH3＋5O24NO＋6H2O⑴步驟②中發(fā)生了兩個反應(yīng)，將這兩個化學(xué)方程式合并為一個化學(xué)方程式，可表示為_____________________________________。⑵若不考慮副反應(yīng)且各步反應(yīng)均完全，為使生產(chǎn)過程中不再補(bǔ)充空氣，則原料氣中氨（包括第③步被硝酸吸收的氨）的體積分?jǐn)?shù)最大值為____________。⑶假設(shè)實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)①、②中含氮物質(zhì)的利用率分別為a、b，反應(yīng)③中氨的利用率為c、硝酸的利用率為100％，則合成硝酸銨的整個流程中，氨的總利用率是。2.（1）4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3（2）1/6（或16.7%）（3）【解析】該問題前兩個問題主要考查學(xué)生對若干個反應(yīng)進(jìn)行加和后得到總的變化結(jié)果的方法，大多數(shù)同學(xué)都可以順利解決，最后一問則考查有關(guān)利用率問題，稍有難度。合并方程4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3①

4NH3＋5O2=4NO＋6H2O②NH3+HNO3=NH4NO3③可得到8NH3＋8O2=4H2O+4NH4NO3、所以NH3與O2體積比最大為1:1,即原料中氨氣最大體積為，2/(10+2)=1/6。解法一：假設(shè)消耗NH3的總物質(zhì)的量為1mol，其中用于制取HNO3的NH3的物質(zhì)的量為xmol，被HNO3吸收的NH3的物質(zhì)的量為ymol，則有：x＋y＝1、abx＝cy。解得：x＝y(tǒng)＝氨的總利用率＝（xab＋yc）／1＝解法二：假設(shè)第①步參加反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為4mol，則：生成硝酸的物質(zhì)的量4abmol；第③步需要氨氣的物質(zhì)的量為mol；氨的總利用率＝＝3.純堿在日