新人教版选修2高二化学单元练习：第1单元 走进化学工业

走进化学工业 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分) 1．认识反应条件对化学反应的影响，对学好化工生产知识具有重要意义。下列说法不 正确的是 A．SO2 合成 SO3 虽然属于放热反应，但工业上合成 SO3 时仍需加热 B．合成氨工业采用高温高压和使用催化剂，因这些条件都符合化学平衡原理 C．合成纯碱的过程中，应首先向饱和食盐水中通入 NH3，再通入足量 CO2 D．通过加压降温的方法可获得制备 NH3 的原料气 N2 2．在硫酸的工业制法中，下列措施以及采取这些措施的原因分析都正确的是( ) A．硫铁矿煅烧前需要粉碎，这样易于向沸腾炉中投料 B．炉气进入接触室之前需要净化、干燥，因为炉气中的杂质易与 SO2 反应 C．SO2 氧化为 SO3 时需要使用催化剂，这样可提高 SO2 的转化率 D．接触室的反应温度控制在 400～500℃，因为在这个温度范围内，反应速率和 SO2 的平衡转化率都比较理想，且催化剂的活性也较高 3．工业上以黄铁矿为主要原料制造硫酸的生产过程中，按反应先后顺序依次使用的主 要设备是( ) A．接触室，沸腾炉，吸收塔 B．沸腾炉，接触室，吸收塔 C．沸腾炉，吸收塔，接触室 D．接触室，吸收塔，沸腾炉 4．下列工业生产所发生的化学反应不涉及氧化还原反应的是( ) A．用侯氏制碱法合成纯碱 B．用二氧化硫制硫酸 C．工业合成氨 D．从海水中提取单质溴 5．我国化学家侯德榜根据 NaHCO3 的溶解度比 NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl 都 小的性质，运用 CO2＋NH3＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl 的反应原理制备纯碱。下面 是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图： 气体 A 的饱和溶液 ――→ 加入食盐 Ⅰ A 和食盐的饱和溶液 ――→ 通入足量气体 B Ⅱ 悬浊液――→ 过滤 Ⅲ 晶体 ――→Ⅳ 纯碱 下列叙述错误的是( ) A．A 气体是 NH3，B 气体是 CO2 B．第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分 C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶 6．下列说法不．符合生产实际的是( ) A．硫酸生产中，SO2 催化氧化选择 1～10 MPa、400～500 ℃条件下进行 B．尾气中含有少量 SO2，可用石灰水吸收，然后再用硫酸处理 C．工业上，通常采用以铁为主的催化剂，在 400～500 ℃和 10～30 MPa 的条件下合成 氨 D．工业合成氨造气中产生的 CO，可在催化剂作用下，与水蒸气反应生成 CO2 和 H2 7.对于已达到平衡的可逆反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)(正反应 为放热反应)，指出下列条件变化中，能引起如图所示的变化的是( ) A．增大压强 B．升高温度 C．增大 O2 浓度 D．减小 SO3 浓度 8．下列关于工业生产说法错误的是( ) A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通氨气，后通二氧化碳 B．在硫酸工业、合成氨工业中，皆采用循环操作提高原料利用率 C．在侯氏制碱工业中，二氧化碳可以循环利用 D．硫酸工业中，用水来吸收三氧化硫 9．下列做法不符合绿色化学原则这一主题的是( ) A．对废气、废水、废渣进行严格处理 B．在化工生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质 C．在化工生产中，不使用任何化学物质 D．在化工生产中，对废气、废水、废渣、废热进行回收利用 10．化学工业在经济发展中的作用举足轻重。下列有关工业生产的叙述中，正确的是 ( ) A．硫酸生产中常采用高压条件提高 SO2 的转化率 B．合成氨中及时分离氨气可提高反应速率 C．硫酸生产中可用水直接吸收 SO3 生成硫酸 D．纯碱厂最好建在合成氨厂附近 11．下面四个选项是四位同学在学习过化学反应速率理论和化学平衡理论以后，联系化 工生产实际所发表的看法，你认为不．正确的是( ) A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品 B．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品 C．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率 D．正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可提高化工生产的综合经济效益 12．除去 SO2 中的 SO3，并得到纯净的 SO2，最好使混合气体通过( ) A．水 B．NaHSO3 饱和溶液 C．NaHCO3 饱和溶液 D．98.3%浓硫酸 13．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在 10～30 MPa 的高压和 500 ℃的高温下，并用铁作为催化剂，氨的转化率为 10%～15%；最近美国 俄勒冈大学的化学家使用了一种名为 transFe(DMeOPrPE)2 的催化剂，在常温下合成出氨， 反应的化学方程式可表示为 N2＋3H2 2NH3。下列有关说法中错误的是( ) A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 B．新法合成和哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源 C．新法合成能在高温下进行也需要断裂化学键 D．新的催化剂降低了反应所需要的能量 14．城市环境污染是当前突出的环境问题。如图甲所示，X 河流经某工业城市，其中 a 处在上游，附近有丰富的黄铁矿资源，d 处在下游，有多个企业以硫酸为原料 。根据某月 该市环保局监测站对 X 河水质检测的结果，绘制成图乙。 根据甲、乙两图，判断下列说法中错误的是( ) A．造成 X 河污染的主要污染源最可能分布在 bc 段 B．工业、生活污水和固体废弃物等可能是造成 X 河污染的污染源 C．d 处污染程度减小，可能是某些污染物的离子间发生反应所致 D．该城市建造硫酸厂时，综合考虑诸多因素选择离市区较远的 a 处 15．用焦炭、水、空气来制取氨气的化学方程式为：C＋H2O(g)===== 高温 CO＋H2，CO＋ H2O(g) ===== 催化剂 △ CO2＋H2，N2＋3H2 催化剂 高温、高压2NH3。参加反应的焦炭与氨气之间的物质的量 之比为( ) A．3∶4 B．3∶2 C．1∶1 D．1∶2 16．接触法制 H2SO4 生产中，下列措施有利于提高 SO2 转化率的是( ) ①V2O5 作催化剂 ②通入过量 O2 ③SO2、O2 循环使用 ④通过热交换器进行热交换 ⑤通入过量 SO2 A．①②③ B．②③④ C．①②④⑤ D．①②③④⑤ 二、非选择题(本题包括 6 小题，共 52 分) 17．(8 分)工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即在沸腾炉中煅烧 黄铁矿、SO2 的催化氧化及 SO3 的吸收。请回答下列有关硫酸工业中的几个问题。 (1)从沸腾炉中出来的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入接触室，其主要目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)接触室中热交换器是实现冷热交换的装置，化学实验中也经常利用热交换来实现某 种实验目的，如气、液热交换时通常使用的仪器是________________。 (3)接触室中主要反应是 SO2 的催化氧化，在生成硫酸的过程中，钒触 媒(V2O5)之所以能加快二氧化硫氧化的速度，除了具有吸附作用外，有人 认 为 反 应 过 程 中 还 产 生 了 一 连 串 的 中 间 体 ( 如 图 ) 。 c 步 的 化 学 方 程 式 可 表 示 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 18．(8 分)(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所 示的工艺流程生产硫酸： 请回答下列问题： (1)为充分利用反应放出的热量，催化反应室中应安装________(填设备名称)。吸收塔中 填充有许多瓷管，其作用是___________________________________________________。 (2)为使硫黄充分燃烧，经流量计 1 通入燃烧室的氧气过量 50%。为提高 SO2 转化率， 经流量计 2 的氧气量为催化反应室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的 2.5 倍，则生产过 程 中 流 经 流 量 计 1 和 流 量 计 2 的 空 气 体 积 比 应 为 _______________________________________。 假设催化反应室中 SO2 的转化率为 95%，b 管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为 ________(空气中氧气的体积分数按 20%计)。该尾气的处理方法是________。 (3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。 A．耗氧量减少 B．二氧化硫的转化率提高 C．产生的废渣减少 D．不需要使用催化剂 (4)矿物燃料的燃烧是产生大气中 SO2 的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石， 可有效减少煤燃烧时 SO2 的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 19. 10分 我国化工专家侯德榜的侯氏制碱法为世界制碱工业作出了突出贡献。他以 NaCl、NH3、CO2 等为原料制得 NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为： NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3===== △ Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ (1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________(填字母标号)。 a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解 c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出 (2)某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计 的方法实验。 ①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所 示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。 试回答下列有关问题： (Ⅰ)乙装置中的试剂是________________________________________________； (Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是___________________________________________； (Ⅲ)实验结束后，分离出 NaHCO3 晶体的操作是________(填分离操作的名称)。 ②另一位同学用下图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。 (Ⅰ)实验时，须先从________管通入________气体，再从________管中通入________气 体； (Ⅱ)有同学建议在戊装置的 b 管下端连接己装置，原因是________________________ ________________________________________________________________________； (3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 20．(8 分)合成氨和接触法制硫酸都是重要的化学工业。 (1)在实际生产的合成氨过程中，要分离出氨气，目的是____________________；而在 硫酸工业合成 SO3 过程中，不需要分离出 SO3，原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)接触法制硫酸，尾气中的 SO2 可用石灰水吸收生成 CaSO3，然后再用硫酸处理，化 学方程式为_______________________，__________________________________________。 (3)燃煤烟气中的 SO2 可用氨水吸收，化学反应为： 2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3 (NH4)2SO3＋SO2＋H2O===2NH4HSO3 能提高燃煤烟气中 SO2 去除率的措施有________(填字母)。 A ．增大氨水浓度 B．升高反应温度 C．使燃煤烟气与氨水充分接触 D．通入空气使 HSO － 3 转化为 SO2－ 4 采 用 该 方 法 脱 硫 ， 并 不 需 要 预 先 除 去 燃 煤 烟 气 中 大 量 的 CO2 ， 原 因 是 ________________________(用离子方程式表示)。 21．(8 分)下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中 NH3 含量(体积分数) 的变化情况。[V(N2)∶V(H2)＝1∶3]。 压强/MPa NH3 的 含量/% 温度/℃ 0.1 10 20 30 60 100 200 ℃ 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8 300 ℃ 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 400 ℃ 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 500 ℃ 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 600 ℃ 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4 (1)比较 200 ℃和 300 ℃时的数据，可判断升高温度，平衡向________方向移动，正反 应方向为________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是________。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 (3)计算 500 ℃、30 MPa 时 N2 的转化率为________。 (4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措施。请写出 其中的一个措施：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 22．(10 分)合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为： 合成塔和接触室中的反应分别为： N2 g ＋3H2 g 2NH3 g 放热反应 ① 2SO2 g ＋O2 g 2SO3 g 放热反应 ② 1 进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理，最理想的热处理方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2 采用循环操作可提高原料的利用率，下列工业生产中，采用循环操作的是 填写序号 。 ①硫酸工业 ②合成氨工业 3 根据化学平衡移动原理来确定的条件或措施有 填写序号 ①合成氨工业在高压下进行 ②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂 ③合成氨工业 和硫酸工业都使用适宜的温度 ④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量的空气 ⑤及时将 氨液化而分离 ⑥吸收塔中用 98.3%的浓硫酸吸收 SO3 ⑦硫酸工业的催化氧化在常压下进 行 4 工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。硫 酸工业的尾气中含有 SO2，直接排放到空气中会造成环境污染，引起的后果是 ， 处理该尾气可以得到一种化肥，写出该肥料的化学式 。 答 案 1．选 B 合成氨反应是放热反应，从化学平衡的角度分析，低温更有利于合成氨，B 项不正确。 2．选 D 本题考查的是接触法制硫酸的生产过程、反应原理、生产设备和一些生产措 施在工业生产中的意义。题中所提到的对硫酸工业采取的措施，叙述都是正确的，但硫铁矿 在进入沸腾炉之前粉碎的原因是为了增大矿粒与空气的接触面积，使其燃烧的速率更快、燃 烧更充分，从而提高硫铁矿的利用率；从沸腾炉出来的炉气必须净化、干燥的目的是因为炉 气中的一些杂质气体如砷、硒化合物会使接触室中的催化剂“中毒”，使催化剂丧失活性，同 时防止炉气中的水蒸气和 SO2 反应生成酸而腐蚀管道；SO2 转化为 SO3 时使用催化剂是为了 缩短达到化学平衡所需的时间，但它并不能影响化学平衡的移动，即不影响 SO2 的转化率； 接触室控制反应的温度在 400～500℃，这是综合考虑了催化剂活性、反应速率及 SO2 的转 化率等因素而确定的，故 D 选项正确。 3．选 B 工业上以黄铁矿为原料制造 H2SO4 分三个过程：造气、催化氧化、吸收，其 对应的设备分别是沸腾炉、接触室、吸收塔。 4．选 A 联合制碱法是利用了 NaHCO3 的溶解度更小而从溶液中结晶析出的原理，各 步反应均不涉及氧化还原反应；B、C、D 中都有氧化还原反应发生。 5．选 D “侯氏制碱法”是中学阶段常研究的工业生产知识之一，主要应注重对其反应 原理的理解。它是先制得氨化的饱和食盐水，再往其中通入 CO2(即是往饱和食盐水中依次 通入足量的 NH3、CO2，不能依次通入 CO2、NH3，因为 NH3 在水中的溶解度远远大于 CO2， 先将溶液氨化后，吸收 CO2 的效果更好)，第Ⅱ步即得到 NaHCO3 悬浊液，第Ⅳ步应将 NaHCO3 加热分解，以得到 Na2CO3。 6．选 A 增大气体压强，SO2 的平衡转化率提高得并不多，所以硫酸厂通常采用常压 操作。 7．选 C A、B 都会使正、逆反应速率增大，v 逆′与原平衡时线相接，A、B 错误；D 会使反应速率减小；增大 O2 的浓度，正反应速率增大，平衡正向移动，符合题意。 8．选 D 硫酸工业中，是用 98.3%的浓 H2SO4 来吸收 SO3，如果用水来吸收，则会产 生酸雾，影响产率，腐蚀设备。 9．选 C 化工生产的原料和产品都是化学物质，故 C 的说法不正确。 10．选 D 生产中应考虑压强对设备的要求等，A 项不正确。B 项中分离氨气可提高反 应物的转化率，B 不正确。硫酸生产中用浓硫酸吸收 SO3，用水吸收易形成酸雾，C 项不正 确。 11．选 C 对化学反应速率理论的研究能够提高单位时间的产量，但不能提高原料的利 用率和转化率，而对化学平衡理论的研究可以使化学平衡向生成某种产品的方向进行。 12．选 D 用水除 SO3 会带出水蒸气且 SO2 易溶于水；B 项会带出水蒸气；C 项也会带 出水蒸气且产生新的气体杂质 CO2，故选 D。 13．选 A 吸热反应和放热反应是由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定的， 与反应的条件无关，所以 A 项错误。根据题意可判断利用催化剂降低了反应所需能量，所 以反应在常温下可以进行，可节约大量能源，其他选项正确。 14．选 D 硫酸厂选址应建在靠近硫酸消耗中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境 保护要求高的地区，a 处为河流上游，不宜建造硫酸厂。 15．选 A 前两个化学方程相加得： C＋2H2O===== 高温 CO2＋2H2 因此，有关系式 C～2H2 ① 而 N2＋3H2 催化剂 高温、高压2NH3 中有：3H2～2NH3 ② 因此，①×3＋②×2 得 3C～4NH3， 故 n(C)∶n(NH3)＝3∶4。 16．选 B 催化剂只改变化学反应速率，不影响化学平衡，①不正确；增大 O2 的浓度， 可以提高 SO2 的转化率，SO2、O2 循环使用也可以提高 SO2 的转化率，②③正确；SO2 转化 为 SO3 的反应是放热反应，通过热交换，使反应体系的温度降低，从而使平衡正向移动，提 高 SO2 的转化率，④正确；⑤中 SO2 的转化率降低。 17．解析：(1)由于接触室中使用 V2O5 作催化剂，为防止催化剂中毒，必须进行除杂操 作。 (3)根据催化剂的性质可知催化剂(V2O5)在反应过程中先参与反应，而后又生成，化学性 质和质量在反应前后不变，在反应 a 中钒元素化合价降低被还原，可推知还原剂应为 SO2， 化学方程式可表示为 SO2＋V2O5 V2O4＋SO3，反应 b 中根据元素守恒可确定 SO2 也参与 反应，钒元素化合价不变，硫元素化合价升高被氧化，因此反应过程中 O2 也参与反应，化 学方程式可表示为 V2O4＋2SO2＋O2 2VOSO4，该反应属于化合反应，因此原子利用率为 100%，反应 c 中有 V2O5 生成，可推知反应 c 为 2VOSO4 SO2↑＋V2O5＋SO3↑。 答案：(1)防止催化剂中毒 (2)冷凝管 (3)2VOSO4===SO2↑＋V2O5＋SO3↑ 18．解析：(1)①催化反应室安装热交换器，目的就是充分利用热量；在吸收塔中填充 瓷管可增大 SO3 与浓硫酸的接触面积，有利于 SO3 的吸收。 (2)设燃烧 1 mol 硫，则需通入 O2 的物质的量为 1.5 mol (过量 50%)。所流经流量计 1 的 空气为 1.5 mol/0.2＝7.5 mol；在催化反应室中，1 mol SO2 反应，则消耗 n(O2)＝0.5 mol，所 流经流量计 2 的空气为 0.5 mol×2.5/0.2＝6.25 mol，所以二者之比为 1.2∶1。 由化学反应2SO2＋O2 催化剂 △ 2SO3可知，SO2反应的物质的量为1 mol ×95%＝0.95 mol, SO2 剩余的物质的量为 0.05 mol，则最后流经 b 的气体的成分分别为 SO2 和空气，空气来源 于净化室和流量计 2。 从净化室内流出的空气的物质的量为 7.5 mol－1 mol＝6.5 mol，从流量计 2 流出的空气 为 6.25 mol － 1 mol×95%× 1 2 ＝ 5.775 mol ， 故 w(SO2) ＝ 错误! ×100% ＝ 0.05 mol 0.05 mol＋6.5 mol＋5.775 mol×100%＝ 0.05 mol 12.325 mol×100%＝0.4%。 (3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，因合理地改变了通入氧气的途径，因此大大减 少了氧气的用量，故答案选 A、C。 (4)首先石灰石高温煅烧分解：CaCO3===== 高温 CaO＋CO2↑，S＋O2===== 点燃 SO2，后 CaO＋ SO2===== △ CaSO3，最后发生反应：2CaSO3＋O2===== △ 2CaSO4(也可用反应方程式：2SO2＋2CaO ＋O2===== △ 2CaSO4)。 答案：(1)热交换器 增加 SO3 与浓硫酸的接触面积，有利于 SO3 的吸收 (2)1.2∶1 0.4% 用氨水吸收 (3)AC (4)CaCO3===== 高温 CaO＋CO2↑、2SO2＋2CaO＋O2===== △ 2CaSO4(或 2SO2 ＋2CaCO3＋O2===== △ 2CaSO4＋2CO2) 19．解析：(1)在溶液中溶解度最小的物质最先析出。 (2)①除去 CO2 中的 HCl，用饱和 NaHCO3 溶液；H2SO4 吸收挥发出来的 NH3；NaHCO3 以固体形式析出，应采用过滤操作。②侯氏制碱法应向饱和 NaCl 溶液中先通 NH3 后，再通 CO2，因为 NH3 的溶解度大，可吸收更多 CO2，生成较多 NaHCO3 固体；NH3 极易溶于水， 易发生倒吸，所以从 a 管进入；己为多孔球泡，可增大接触面积。 (3)可利用以下反应原理制备 NaHCO3 ：NaOH＋CO2===NaHCO3 ，Na2CO3 ＋CO2 ＋ H2O===2NaHCO3↓。 答案：(1)c (2)①饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的 NH3(答“防止倒吸”或“吸收 CO2”不可以) 过滤 ②a NH3 b CO2 增大气体与溶液接触面积，提高 CO2 的吸收率 (3)往烧碱溶液中通入过量 CO2(或往饱和 Na2CO3 溶液中通入过量 CO2 等，其他合理方 法均可) 20．解析：(1)从氨合成塔出来的平衡混合气体中，NH3 的体积约占 15%，因此需将 NH3 及时分离出，使化学平衡向正反应方向移动，提高原料的转化率。SO2 的催化氧化反应达到 平衡时，SO2 的转化率较高，故不需要分离 SO3。 (2)用石灰水吸收 SO2 生成 CaSO3，然后再用硫酸处理得到含量较高的 SO2，可返回用作 原料。 (3)增大氨水浓度，能反应掉较多的 SO2，提高了 SO2 去除率；升高反应温度只能加快化 学反应速率，且(NH4)2SO3、NH4HSO3 受热易分解，又生成 SO2；当 SO2 转化为 NH4HSO3 时，通入空气才能将其氧化，但空气不能直接氧化 SO2，所以不能提高 SO2 去除率。H2SO3 酸性强于 H2CO3，会抑制 CO2 的溶解。 答案：(1)减小生成物浓度，使平衡向生成 NH3 的方向移动 该反应向生成 SO3 的方向 进行程度大，达到平衡后 SO2 含量较少，故不需要分离 SO3 (2)SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O (3)AC HCO－ 3 ＋SO2===CO2＋HSO－ 3 21．解析：(1)由表中数据可以看出，在 1 个标准大气压下，200 ℃ NH3 的百分含量比 300 ℃中 NH3 的百分含量高，故知升高温度平衡向左(或逆向)移动，进而据平衡移动原理判 断出正反应方向为放热反应。 (2)由表中数据知，在相同压强下，温度越高，NH3 的百分含量越低；相同温度时，压 强越大，NH3 的百分含量越高，故合成氨适宜条件是低温高压。 (3) N2 ＋ 3H2 2NH3 起始 1 3 0 转化 n 3n 2n 平衡 1－n 3－3n 2n 2n 1－n ＋ 3－3n ＋2n ×100%＝26.4%，n＝0.4177， 故 N2 的转化率为0.4177 1 ×100%＝41.77%。 (4)增加反应物的浓度或减少生成物的浓度都有利于工业合成氨。 答案：(1)左(或逆反应) 放热 (2)C (3)41.77% (4)加入过量的 N2(或及时从平衡混合物中移走 NH3) 22．解析：(1)合成氨和制 SO3 的反应都是放热反应，而这两个反应又都需要加热，故 应将反应放出的热量用来加热反应气才节约能源。 (2)硫酸工业、合成氨工业的尾气中分别含有 SO2、N2 与 H2，这些气体直接排放不仅造 成环境污染，而且会降低产物的产率，故应该将这些气体进行循环使用。 (3)合成氨工业和硫酸工业中，存在着平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g)，这两个反应都为体积减小的放热反应。低温、高压、增大反应物浓度或 减小生成物浓度都可以满足要求，但温度过低，反应速率较慢，故都采用适宜的温度；SO2 的转化率在常压下已经很高，不需要再加压，这就不是从化学平衡方面考虑了。 (4)处理 SO2 尾气的方法是用氨水吸收生成(NH4)2SO3 或 NH4HSO3，再用硫酸与之反应得 到化肥(NH4)2SO4 和高浓度的 SO2。 答案：(1)充分利用反应中放出的热量加热反应气 (2)①② (3)①④⑤ (4)形成酸雨 (NH4)2SO4