2014年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）化学及答案解析.docx

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1、2014 年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (天 津 卷 )化 学1.化 学 与 生 产 、 生 活 息 息 相 关 ， 下 列 叙 述 错 误 的 是 ( )A.铁 表 面 镀 锌 可 增 强 其 抗 腐 蚀 性B.用 聚 乙 烯 塑 料 代 替 聚 乳 酸 塑 料 可 减 少 白 色 污 染C.大 量 燃 烧 化 石 燃 料 是 造 成 雾 霾 天 气 的 一 种 重 要 因 素D.含 重 金 属 离 子 的 电 镀 废 液 不 能 随 意 排 放解 析 ： 锌 的 化 学 性 质 活 泼 ， 铁 表 面 镀 锌 ， 铁 被 保 护 ， A 项 正 确 ； 聚 乳

2、 酸 塑 料 易 降 解 ， 而 聚乙 烯 塑 料 难 降 解 ， 是 产 生 白 色 污 染 的 主 要 污 染 物 ， B 项 错 误 ； 化 石 燃 料 燃 烧 时 生 成 大 量 的 二氧 化 碳 ， 同 时 生 成 一 氧 化 碳 、 二 氧 化 硫 等 有 害 气 体 ， 还 能 产 生 大 量 的 粉 尘 等 有 害 颗 粒 物 ， 故大 量 燃 烧 化 石 燃 料 是 造 成 雾 霾 天 气 的 一 种 重 要 因 素 ， C 项 正 确 ； 含 重 金 属 离 子 的 电 镀 废 液 随意 排 放 会 造 成 水 体 污 染 ， D 项 正 确 。答 案 ： B 2.实 验

3、室 制 备 下 列 气 体 时 ， 所 用 方 法 正 确 的 是 ( )A.制 氧 气 时 ， 用 Na2O2或 H2O2作 反 应 物 可 选 择 相 同 的 气 体 发 生 装 置B.制 氯 气 时 ， 用 饱 和 NaHCO3溶 液 和 浓 硫 酸 净 化 气 体C.制 乙 烯 时 ， 用 排 水 法 或 向 上 排 空 气 法 收 集 气 体D.制 二 氧 化 氮 时 ， 用 水 或 NaOH溶 液 吸 收 尾 气解 析 ： 用 Na2O2和 水 反 应 制 取 氧 气 ， 与 用 在 MnO2催 化 下 分 解 H2O2制 取 氧 气 的 发 生 装 置 相 同 ，A项 正 确 ；

4、 饱 和 NaHCO3溶 液 显 碱 性 ， 能 与 氯 气 反 应 ， B 项 错 误 ； 相 同 条 件 下 ， 乙 烯 的 密 度 与空 气 的 密 度 相 差 不 大 ， 故 不 能 用 排 空 气 法 收 集 乙 烯 ， C 项 错 误 ； NO 2与 水 发 生 反 应 3NO2H2O=2HNO3 NO， 产 生 的 NO仍 是 有 毒 气 体 ， 故 不 能 用 水 吸 收 含 NO2的 尾 气 ， D项 错 误 。答 案 ： A3.运 用 相 关 化 学 知 识 进 行 判 断 ， 下 列 结 论 错 误 的 是 ( )A.某 吸 热 反 应 能 自 发 进 行 ， 因 此 该

5、 反 应 是 熵 增 反 应B.NH4F水 溶 液 中 含 有 HF， 因 此 NH4F 溶 液 不 能 存 放 于 玻 璃 试 剂 瓶 中C.可 燃 冰 主 要 是 甲 烷 与 水 在 低 温 高 压 下 形 成 的 水 合 物 晶 体 ， 因 此 可 存 在 于 海 底D.增 大 反 应 物 浓 度 可 加 快 反 应 速 率 ， 因 此 用 浓 硫 酸 与 铁 反 应 能 增 大 生 成 H 2的 速 率解 析 ： 当 H T S 0时 ， 反 应 能 自 发 进 行 ， 吸 热 反 应 的 H 0， 吸 热 反 应 能 自 发 ， 说 明 S 0， A 项 正 确 ； NH4F 溶 液

6、 中 F 水 解 生 成 HF， HF 能 与 玻 璃 中 的 SiO2 发 生 反 应 4HFSiO2=SiF4 2H2O， 故 NH4F 溶 液 不 能 存 放 在 玻 璃 试 剂 瓶 中 ， B 项 正 确 ； 可 燃 冰 需 在 低 温 高压 下 形 成 ， 所 以 可 燃 冰 可 存 在 于 海 底 ， C项 正 确 ； 常 温 下 ， 浓 硫 酸 使 铁 发 生 钝 化 ， D 项 错 误 。答 案 ： D4.对 下 图 两 种 化 合 物 的 结 构 或 性 质 描 述 正 确 的 是 ( ) A.不 是 同 分 异 构 体B.分 子 中 共 平 面 的 碳 原 子 数 相 同C

7、.均 能 与 溴 水 反 应D.可 用 红 外 光 谱 区 分 ， 但 不 能 用 核 磁 共 振 氢 谱 区 分解 析 ： 两 种 有 机 物 的 分 子 式 均 为 C10H14O， 但 结 构 不 同 ， 故 二 者 互 为 同 分 异 构 体 ， A 项 错 误 ；第 一 种 有 机 物 分 子 中 含 有 苯 环 ， 而 第 二 种 有 机 物 分 子 中 不 含 苯 环 ， 显 然 前 者 分 子 中 共 面 的 碳 原 子 比 后 者 分 子 中 共 面 碳 原 子 多 ， B项 错 误 ； 第 一 种 有 机 物 分 子 中 含 有 酚 羟 基 ， 能 与 浓 溴 水发 生 取

8、 代 反 应 ， 第 二 种 有 机 物 分 子 中 含 有 碳 碳 双 键 ， 能 与 溴 水 发 生 加 成 反 应 ， C 项 正 确 ； 两种 有 机 物 分 子 中 的 氢 原 子 的 化 学 环 境 不 尽 相 同 ， 故 可 用 核 磁 共 振 氢 谱 区 分 ， D 项 错 误 。答 案 ： C5.下 列 有 关 电 解 质 溶 液 中 粒 子 浓 度 关 系 正 确 的 是 ( )A.pH 1 的 NaHSO4溶 液 ：c(H ) c( 2-4SO ) c(OH )B.含 有 AgCl和 AgI 固 体 的 悬 浊 液 ：c(Ag )c(Cl ) c(I )C.CO2的 水

9、溶 液 ： c(H )c( -3HCO ) 2c( 2-3CO )D.含 等 物 质 的 量 的 NaHC2O4 和 Na2C2O4 的 溶 液 ： 3c(Na ) 2c( -2 4HC O ) c( 2-2 4C O )c(H2C2O4)解 析 ： 由 溶 液 中 的 电 荷 守 恒 得 ： c(Na ) c(H ) 2c( 2-4SO ) c(OH )， 又 因 NaHSO4溶 液 中c(Na ) c( 2-4SO )， 所 以 c(H ) c( 2-4SO ) c(OH )， A 项 正 确 ； 因 Ksp(AgCl) Ksp(AgI)，所 以 含 有 AgCl 和 AgI固 体 的 悬

10、 浊 液 中 c(Cl ) c(I )， B 项 错 误 ； CO2的 水 溶 液 中 存 在 电 离平 衡 ： H2CO3 H -3HCO 、 -3HCO H 2-3CO ， 因 第 一 步 电 离 的 程 度 远 大 于 第 二步 电 离 的 程 度 ， 故 溶 液 中 c( -3HCO )远 大 于 2c( 2-3CO )， C项 错 误 ； 根 据 物 料 守 恒 得 ： 2c(Na ) 3c( -2 4HC O ) c( 2-2 4C O ) c(H2C2O4)， 故 D项 错 误 。答 案 ： A6.已 知 ：锂 离 子 电 池 的 总 反 应 为 Li xC Li1 xCoO2放

11、电充电 C LiCoO2锂 硫 电 池 的 总 反 应 2Li S放电充电 Li2S有 关 上 述 两 种 电 池 说 法 正 确 的 是 ( )A.锂 离 子 电 池 放 电 时 ， Li 向 负 极 迁 移B.锂 硫 电 池 充 电 时 ， 锂 电 极 发 生 还 原 反 应C.理 论 上 两 种 电 池 的 比 能 量 相 同D.下 图 表 示 用 锂 离 子 电 池 给 锂 硫 电 池 充 电解 析 ： 电 池 工 作 时 ， 阳 离 子 (Li )向 正 极 迁 移 ， A项 错 误 ； 锂 硫 电 池 充 电 时 ， 锂 电 极 上 发 生Li 得 电 子 生 成 Li 的 还 原

12、 反 应 ， B 项 正 确 ； 两 种 电 池 负 极 材 料 不 同 ， 故 理 论 上 两 种 电 池 的 比能 量 不 相 同 ， C项 错 误 ； 根 据 电 池 总 反 应 知 ， 生 成 碳 的 反 应 是 氧 化 反 应 ， 因 此 碳 电 极 作 电 池的 负 极 ， 而 锂 硫 电 池 中 单 质 锂 作 电 池 的 负 极 ， 给 电 池 充 电 时 ， 电 池 负 极 应 接 电 源 负 极 ， 即 锂硫 电 池 的 锂 电 极 应 与 锂 离 子 电 池 的 碳 电 极 相 连 ， D 项 错 误 。答 案 ： B7.元 素 单 质 及 其 化 合 物 有 广 泛 用

13、 途 ， 请 根 据 周 期 表 中 第 三 周 期 元 素 相 关 知 识 回 答 下 列 问 题 ：(1)按 原 子 序 数 递 增 的 顺 序 (稀 有 气 体 除 外 )， 以 下 说 法 正 确 的 是 _。a.原 子 半 径 和 离 子 半 径 均 减 小b.金 属 性 减 弱 ， 非 金 属 性 增 强c.氧 化 物 对 应 的 水 化 物 碱 性 减 弱 ， 酸 性 增 强 d.单 质 的 熔 点 降 低(2)原 子 最 外 层 电 子 数 与 次 外 层 电 子 数 相 同 的 元 素 名 称 为 _， 氧 化 性 最 弱 的 简 单 阳 离子 是 _。(3)已 知 ： 化

14、合 物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3类 型 离 子 化 合 物 离 子 化 合 物 离 子 化 合 物 共 价 化 合 物熔 点 / 2800 2050 714 191工 业 制 镁 时 ， 电 解 MgCl 2而 不 电 解 MgO 的 原 因 是 _；制 铝 时 ， 电 解 Al2O3而 不 电 解 AlCl3的 原 因 是 _。(4)晶 体 硅 (熔 点 1410 )是 良 好 的 半 导 体 材 料 。 由 粗 硅 制 纯 硅 过 程 如 下 ：Si(粗 ) 2Cl460 SiCl4蒸馏 SiCl4(纯 ) 2H1100 Si(纯 )写 出 SiCl4的 电 子 式 ：

15、_； 在 上 述 由 SiCl4制 纯 硅 的 反 应 中 ， 测 得 每 生 成 1.12kg纯 硅 需 吸 收 a kJ热 量 ， 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 ： _。(5)P 2O5是 非 氧 化 性 干 燥 剂 ， 下 列 气 体 不 能 用 浓 硫 酸 干 燥 ， 可 用 P2O5干 燥 的 是 _。a.NH3b.HIc.SO2d.CO2(6)KClO3可 用 于 实 验 室 制 O2， 若 不 加 催 化 剂 ， 400 时 分 解 只 生 成 两 种 盐 ， 其 中 一 种 是 无 氧酸 盐 ， 另 一 种 盐 的 阴 阳 离 子 个 数 比 为 1 1 。

16、写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_。解 析 ： (1)除 稀 有 气 体 外 ， 第 三 周 期 元 素 随 原 子 序 数 的 递 增 原 子 半 径 逐 渐 减 小 ， 而 离 子 半 径不 一 定 减 小 ， 如 r(Na ) r(Cl )， a 错 误 ； 同 一 周 期 的 主 族 元 素 随 原 子 序 数 的 递 增 ， 金 属 性减 弱 ， 非 金 属 性 增 强 ， b正 确 ； 同 周 期 主 族 元 素 从 左 至 右 ， 最 高 价 氧 化 物 对 应 的 水 化 物 碱 性减 弱 ， 酸 性 增 强 ， c 错 误 ； 单 质 的 熔 点 不 一 定 降

17、 低 ， 如 Na 的 熔 点 低 于 Mg、 Al 等 的 熔 点 ， d错 误 。 (2)第 三 周 期 元 素 的 原 子 核 外 有 三 个 电 子 层 ， 次 外 层 电 子 数 为 8， 故 该 元 素 原 子 最 外层 的 电 子 数 也 为 8， 该 元 素 为 氩 ； 简 单 离 子 的 氧 化 性 越 弱 ， 对 应 单 质 的 还 原 性 越 强 ， 元 素 的金 属 性 越 强 ， 第 三 周 期 中 金 属 性 最 强 的 元 素 是 Na， 因 此 Na 的 氧 化 性 最 弱 。 (3)由 题 给 数 据表 知 ， MgO的 熔 点 比 MgCl2的 熔 点 高

18、， MgO熔 融 时 耗 费 更 多 能 源 ， 增 加 成 本 ； AlCl3是 共 价 化合 物 ， 熔 融 态 时 不 电 离 ， 难 导 电 ， 故 冶 炼 铝 不 能 用 电 解 AlCl 3的 方 法 。 (4)SiCl4属 于 共 价 化合 物 ， 其 电 子 式 为 ； 由 SiCl4 制 纯 硅 的 化 学 方 程 式 为 SiCl4(l) 2H2(g)Si(s) 4HCl(g)， 生 成 1.12 kg 即 40 mol纯 硅 吸 收 a kJ热 量 ， 则 生 成 1 mol纯硅 需 吸 收 0.025a kJ热 量 。 (5)NH3是 碱 性 气 体 ， 既 不 能 用

19、 浓 硫 酸 干 燥 ， 也 不 能 用 P2O5干 燥 ；HI是 具 有 还 原 性 的 酸 性 气 体 ， 可 用 P 2O5干 燥 ， 但 不 能 用 浓 硫 酸 干 燥 ； SO2、 CO2既 能 用 浓 硫 酸干 燥 ， 又 能 用 P2O5干 燥 ， 综 上 分 析 ， 正 确 答 案 为 b。 (6)KClO3(Cl的 化 合 价 为 5 价 )受 热 分解 生 成 的 无 氧 酸 盐 是 KCl， 另 一 含 氧 酸 盐 中 氯 元 素 的 化 合 价 必 须 比 5 价 高 ， 可 能 为 6 价或 7 价 ， 若 为 6 价 ， 形 成 的 盐 中 阴 阳 离 子 个 数

20、比 不 可 能 为 1 1， 只 能 是 7 价 ， 故 该 含氧 酸 盐 为 KClO4， 据 此 可 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 。答 案 ： (1)b (2)氩 Na (或 钠 离 子 )(3)MgO的 熔 点 高 ， 熔 融 时 耗 费 更 多 能 源 ， 增 加 生 产 成 本AlCl3是 共 价 化 合 物 ， 熔 融 态 难 导 电(4) SiCl4(g) 2H2(g) Si(s) 4HCl(g) H 0.025a kJ mol 1(5)b(6)4KClO3 KCl 3KClO48.从 薄 荷 油 中 得 到 一 种 烃 A(C10H16)， 叫 非 兰 烃 ，

21、与 A 相 关 反 应 如 下 ： 已 知 ： +4KMnO /H(1)H的 分 子 式 为 _。(2)B所 含 官 能 团 的 名 称 为 _。(3)含 两 个 COOCH3基 团 的 C 的 同 分 异 构 体 共 有 _种 (不 考 虑 手 性 异 构 )， 其 中 核 磁 共振 氢 谱 呈 现 2 个 吸 收 峰 的 异 构 体 的 结 构 简 式 为 _。(4)B D， D E的 反 应 类 型 分 别 为 _、 _。(5)G为 含 六 元 环 的 化 合 物 ， 写 出 其 结 构 简 式 ： _。(6)F在 一 定 条 件 下 发 生 聚 合 反 应 可 得 到 一 种 高 吸

22、水 性 树 脂 ， 该 树 脂 名 称 为 _。(7)写 出 E F 的 化 学 反 应 方 程 式 ： _。(8)A的 结 构 简 式 为 _， A 与 等 物 质 的 量 的 Br 2进 行 加 成 反 应 的 产 物 共 有 _种 (不 考 虑 立 体 异 构 )。解 析 ： 由 A H 的 转 化 加 氢 ， 有 机 物 分 子 的 碳 链 骨 架 没 有 变 化 ， 可 知 A分 子 中 含 有 一 个 六元 环 ， 结 合 A 的 分 子 式 C10H16可 知 还 应 含 有 两 个 不 饱 和 度 ， 再 根 据 题 中 信 息 以 及 C的结 构 简 式 、 B 的 分 子

23、式 可 推 出 A 的 结 构 简 式 为 ， 则 B 的 结 构 简 式 为， B D 加 氢 ， 属 于 加 成 反 应 ， 则 D 为 乳 酸 ， 由 E F的 条 件 “ 氢 氧 化 钠 的 醇 溶 液 加 热 ” ， 应 为 卤 代 烃 的 消 去 ， 逆 推 可 知 D E 发 生 取 代 反 应 ， 溴 原 子 取 代 了 乳 酸 分 子 中 的 羟 基 ， 则 E、 F 的 结 构 简 式 分 别 为 和 。(3)两 个 COOCH3基 团 在 端 点 ， 故 可 写 出 其 满 足 条 件 的 同 分 异 构 体 有 ：、 、和 CH 3CH2C（ COOCH3） 2 共 四

24、 种 ， 其 中具 有 较 强 的 对 称 性 ， 只 有 两 种 化 学 环 境 的 氢 原 子 。 (8)A 为 共 轭 烯 烃 ， 与 等 物 质 的 量 的 Br2发 生 加 成 反 应 ， 有 两 种 1、 2 加 成 产 物 ， 一 种 1、 4 加 成 产 物 ， 共 3种 。答 案 ： (1)C10H20(2)羰 基 、 羧 基(3)4 CH3OOCCCH3COOCH3CH3(4)加 成 反 应 (或 还 原 反 应 ) 取 代 反 应(5)(6)聚 丙 烯 酸 钠 (7) 2NaOH2 5C H OH CH2=CHCOONa NaBr 2H2O(8) 39.Na2S2O3是

25、重 要 的 化 工 原 料 ， 易 溶 于 水 ， 在 中 性 或 碱 性 环 境 中 稳 定 。 .制 备 Na2S2O3 5H2O反 应 原 理 ： Na2SO3(aq) S(s) Na2S2O3(aq)实 验 步 骤 ： 称 取 15 g Na2SO3加 入 圆 底 烧 瓶 中 ， 再 加 入 80 mL 蒸 馏 水 。 另 取 5 g研 细 的 硫 粉 ， 用 3 mL乙 醇 润 湿 ， 加 入 上 述 溶 液 中 。 安 装 实 验 装 置 (如 图 所 示 ， 部 分 夹 持 装 置 略 去 )， 水 浴 加 热 ， 微 沸 60 min。 趁 热 过 滤 ， 将 滤 液 水 浴

26、加 热 浓 缩 ， 冷 却 析 出 Na2S2O3 5H2O， 经 过 滤 、 洗 涤 、 干 燥 ， 得 到 产品 。回 答 问 题 ：(1)硫 粉 在 反 应 前 用 乙 醇 润 湿 的 目 的 是 _。(2)仪 器 a 的 名 称 是 _， 其 作 用 是 _。 (3)产 品 中 除 了 有 未 反 应 的 Na2SO3外 ， 最 可 能 存 在 的 无 机 杂 质 是 _。 检 验 是 否存 在 该 杂 质 的 方 法 是 _。(4)该 实 验 一 般 控 制 在 碱 性 环 境 下 进 行 ， 否 则 产 品 发 黄 ， 用 离 子 反 应 方 程 式 表 示 其 原 因 ：_。 .

27、测 定 产 品 纯 度准 确 称 取 W g 产 品 ， 用 适 量 蒸 馏 水 溶 解 ， 以 淀 粉 作 指 示 剂 ， 用 0.100 0 mol L 1碘 的 标 准溶 液 滴 定 。反 应 原 理 为 2 2-3S O2 I 2= 2-6S O4 2I(5)滴 定 至 终 点 时 ， 溶 液 颜 色 的 变 化 ： _。(6)滴 定 起 始 和 终 点 的 液 面 位 置 如 图 ， 则 消 耗 碘 的 标 准 溶 液 体 积 为 _mL。 产 品 的 纯度 为 (设 Na2S2O3 5H2O 相 对 分 子 质 量 为 M)_。 .Na 2S2O3的 应 用(7)Na2S2O3还

28、原 性 较 强 ， 在 溶 液 中 易 被 Cl2氧 化 成 SO24 ， 常 用 作 脱 氯 剂 ， 该 反 应 的 离 子 方 程 式为 _。解 析 ： (1)硫 粉 难 溶 于 水 ， 微 溶 于 乙 醇 ， 故 硫 粉 用 乙 醇 润 湿 后 易 扩 散 到 溶 液 中 。 (2)装 置 中仪 器 a 是 冷 凝 管 ， 起 冷 凝 回 流 汽 化 的 反 应 物 的 作 用 。 (3)因 反 应 物 Na2SO3易 被 空 气 中 的 氧 气氧 化 成 Na2SO4， 故 可 能 存 在 的 无 机 杂 质 是 Na2SO4； 检 验 产 品 中 是 否 含 有 Na2SO4， 即

29、检 验 2-4SO是 否 存 在 ， 需 要 防 止 2-3SO 的 干 扰 ， 故 不 能 用 具 有 强 氧 化 性 的 硝 酸 酸 化 ， 而 应 用 盐 酸 酸 化 ，过 滤 除 去 不 溶 物 ， 再 向 滤 液 中 滴 加 氯 化 钡 溶 液 。 (4)产 品 发 黄 ， 说 明 产 品 中 含 有 硫 杂 质 ， 这是 由 于 在 酸 性 环 境 中 Na 2S2O3不 稳 定 ， 发 生 歧 化 反 应 ： 2H 2-3S O2 =S SO2 H2O 所 致 。(5)滴 定 终 点 时 ， 过 量 的 单 质 碘 使 无 色 的 淀 粉 溶 液 变 蓝 ， 可 指 示 滴 定

30、终 点 。 (6)起 始 读 数 为0.00mL， 终 点 读 数 为 18.10mL， 所 以 消 耗 碘 的 标 准 溶 液 的 体 积 为 18.10 mL 0.00mL 18.10mL； 根 据 2Na2S2O3 5H2O 2 2-3S O2 I2， 得 n(Na2S2O3 5H2O) 2n(I2) 2 0.100 0 mol L 1 18.10 10 3 L 3.620 10 3 mol ， 则 产 品 的 纯 度。 (7) 2-3S O2 被 Cl 2氧 化 成2-4SO ， Cl2被 还 原 为 Cl ， 首 先 根 据 化 合 价 升 降 总 数 相 等 写 出 2-3S O2

31、 4Cl2 2 2-4SO 8Cl ，然 后 根 据 原 子 守 恒 和 电 荷 守 恒 写 出 2-3S O2 4Cl2 5H2O=2 2-4SO 8Cl 10OH 。答 案 ： (1)使 硫 粉 易 于 分 散 到 溶 液 中(2)冷 凝 管 冷 凝 回 流(3)Na2SO4 取 少 量 产 品 溶 于 过 量 盐 酸 ， 过 滤 ， 向 滤 液 中 加 BaCl2溶 液 ， 若 有 白 色 沉 淀 ， 则 产品 中 含 有 Na2SO4(4) 2-3S O2 2H =S SO2 H2O(5)由 无 色 变 蓝 色(6)18.10(7) 2-3S O2 4Cl2 5H2O=2 2-4SO

32、8Cl 10H 10.合 成 氨 是 人 类 科 学 技 术 上 的 一 项 重 大 突 破 ， 其 反 应 原 理 为N2(g) 3H2(g) 2NH3(g) H 92.4 kJ mol 1。一 种 工 业 合 成 氨 的 简 式 流 程 图 如 下 ：(1)天 然 气 中 的 H2S 杂 质 常 用 氨 水 吸 收 ， 产 物 为 NH4HS。 一 定 条 件 下 向 NH4HS 溶 液 中 通 入 空 气 ，得 到 单 质 硫 并 使 吸 收 液 再 生 ， 写 出 再 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_。(2)步 骤 中 制 氢 气 的 原 理 如 下 ： CH 4(g) H2O

33、(g) CO(g) 3H2(g) H 206.4 kJ mol 1 CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g) H 41.2 kJ mol 1对 于 反 应 ， 一 定 可 以 提 高 平 衡 体 系 中 H2 的 百 分 含 量 ， 又 能 加 快 反 应 速 率 的 措 施 是_。a.升 高 温 度 b.增 大 水 蒸 气 浓 度 c.加 入 催 化 剂 d.降 低 压 强利 用 反 应 ， 将 CO进 一 步 转 化 ， 可 提 高 H2的 产 量 。 若 1 mol CO和 H2的 混 合 气 体 (CO的 体 积分 数 为 20%)与 H2O 反 应 ， 得 到 1.18 m

34、ol CO、 CO2 和 H2 的 混 合 气 体 ， 则 CO 的 转 化 率 为_。(3)图 (a)表 示 500 、 60.0 MPa 条 件 下 ， 原 料 气 投 料 比 与 平 衡 时 NH 3体 积 分 数 的 关 系 。 根据 图 中 a 点 数 据 计 算 N2的 平 衡 体 积 分 数 ： _。(4)依 据 温 度 对 合 成 氨 反 应 的 影 响 ， 在 图 (b)坐 标 系 中 ， 画 出 一 定 条 件 下 的 密 闭 容 器 内 ， 从 通入 原 料 气 开 始 ， 随 温 度 不 断 升 高 ， NH3物 质 的 量 变 化 的 曲 线 示 意 图 。(a) (

35、b)(5)上 述 流 程 图 中 ， 使 合 成 氨 放 出 的 能 量 得 到 充 分 利 用 的 主 要 步 骤 是 (填 序 号 )_。 简述 本 流 程 中 提 高 合 成 氨 原 料 总 转 化 率 的 方 法 ： _。 解 析 ： (1)由 题 意 可 知 为 空 气 中 的 O2将 负 二 价 硫 氧 化 为 硫 单 质 ， 根 据 电 子 守 恒 将 方 程 式 配平 即 可 。 (2)反 应 为 气 体 物 质 的 量 增 大 的 吸 热 反 应 ， 降 低 压 强 使 平 衡 右 移 ， 但 反 应 速 率 减小 ， d错 ； 催 化 剂 不 能 改 变 反 应 限 度 ，

36、 即 不 能 改 变 H2的 百 分 含 量 ， c 错 ； 增 大 水 蒸 气 浓 度 虽可 使 反 应 速 率 增 大 以 及 平 衡 右 移 ， 但 产 物 H2的 百 分 含 量 却 减 小 ， b错 ； 升 高 温 度 反 应 速 率 增大 ， 且 平 衡 正 向 移 动 ， H2的 百 分 含 量 增 大 ， a对 。 CO与 H2的 混 合 气 体 与 水 蒸 气 的 反 应 中 ， 反应 体 系 中 的 气 体 的 物 质 的 量 不 变 ， 而 1 molCO与 H2的 混 合 气 体 参 加 反 应 生 成 1.18 mol混 合气 ， 说 明 有 0.18 mol 水 蒸

37、 气 参 加 反 应 ， 则 根 据 方 程 式 可 知 参 加 反 应 的 CO也 为 0.18 mol，则 其 转 化 率 为 。(3)由 图 中 看 出 当 N 2与 H2物 质 的 量 比 为 1 3 时 ， NH3的 平 衡 体 积 分 数 最 大 ， 为 42%。 设 平 衡时 转 化 的 N2的 物 质 的 量 为 x mol， 由 三 段 式 ：N2 3H2 2NH3起 始 (mol): 1 3 0转 化 (mol): x 3x 2x平 衡 (mol): 1 x 3 3x 2x ， 则 x 0.59 则 平 衡 时 N2的 体 积 分 数 为 。(4)作 图 时 要 注 意 开

38、 始 时 NH3物 质 的 量 不 断 增 多 ， 是 因 为 反 应 正 向 进 行 (反 应 未 达 平 衡 )， 达到 一 定 程 度 后 反 应 达 到 平 衡 而 此 时 温 度 继 续 升 高 ， 平 衡 逆 向 移 动 ， NH3的 物 质 的 量 减 小 。 (5)热 交 换 器 可 以 使 需 要 加 热 的 物 质 得 到 加 热 ， 还 可 以 使 需 要 冷 却 的 物 质 得 到 冷 却 ， 能 充 分 利 用能 量 。 合 成 氨 反 应 为 气 体 物 质 的 量 减 小 的 反 应 ， 加 压 利 于 反 应 正 向 进 行 ； 此 外 ， 循 环 利 用 可反 复 利 用 原 料 ， 提 高 原 料 利 用 率 。答 案 ： (1)2NH 4HS O2 2NH3 H2O 2S(2)a 90%(3)14.5%(4)(5) 对 原 料 气 加 压 ； 分 离 液 氨 后 ， 未 反 应 的 N 2、 H2循 环 使 用