Question

硫酸工業(yè)、硝酸工業(yè)和合成氨工業(yè)是重要的化學(xué)工業(yè)。

⑴在①硫酸工業(yè)②合成氨工業(yè)③硝酸工業(yè)三大工業(yè)中，在生產(chǎn)過程中有化學(xué)平衡存在的工業(yè)是            ，采用循環(huán)操作的是               。(填序號)

⑵過磷酸鈣是一種常見的化肥，其有效成份是磷酸二氫鈣，則工業(yè)上用磷酸鈣制取過磷酸鈣的化學(xué)方程式為                            。  

⑶合成氨生產(chǎn)中，根據(jù)化學(xué)平衡原理來確定的條件或措施有             （填寫序號）。

A．氮氣的制取                     B．使用鐵觸媒作催化劑

C．使用400～500℃的溫度           D．及時分離生成的NH₃

E．合成氨在高壓下進行             F．制水煤氣除去CO₂         

   ⑷工業(yè)上用接觸法制硫酸，最后的產(chǎn)品是98%硫酸或20%發(fā)煙硫酸（含SO₃質(zhì)量分數(shù)為20%的硫酸），若98%硫酸表示為SO₃•aH₂O，20%發(fā)煙硫酸表示為SO₃•bH₂O，則a，b分別為：a=_________，b=___________。   

Answer 1

⑴①②；①②③；⑵Ca₃(PO₄)₂+2H₂SO₄(濃)＝2CaSO₄+Ca(H₂PO₄)₂；⑶DE；⑷a=10/9，b=160/209。錯解分析:①過磷酸鈣的有效成分是磷酸二氫鈣和硫酸鈣的混和物，制過磷酸鈣的化學(xué)方程式產(chǎn)物寫成磷酸氫鈣是錯誤的。②使用鐵觸媒作催化劑只與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)，與化學(xué)平衡移動無關(guān)。③計算20%發(fā)煙硫酸SO₃•bH₂O的b值時，認為20gSO3和80g98%硫酸組成來計算是錯誤的。

解題指導(dǎo):硫酸工業(yè)中的SO₂的氧化和合成氨工業(yè)中的氨的合成反應(yīng)均是可逆反應(yīng)，存在化學(xué)平衡。其中硫酸工業(yè)中未被氧化的SO₂和合成氨工業(yè)中的分離氨后的混和氣體以及硝酸工業(yè)中的生成硝酸后形成的NO均要進行循環(huán)使用。工業(yè)上用制取過磷酸鈣磷酸鈣和濃硫酸反應(yīng)，Ca₃(PO₄)₂+2H₂SO₄(濃)＝2CaSO₄+Ca(H₂PO₄)₂。合成氨的反應(yīng)是放熱、體積縮小的反應(yīng)。及時分離生成的NH₃有利于反應(yīng)向合成氨的方向進行，增大壓強有利于平衡向向合成氨的方向進行。設(shè)98%硫酸質(zhì)量為100g, 98%硫酸SO₃的物質(zhì)的量等于H₂SO₄的物質(zhì)的量為1mol，水為20g。物質(zhì)的量為20/18=10/9所以a=10/9；設(shè)20%發(fā)煙硫酸為100g, 20%發(fā)煙硫酸表示為SO₃•bH₂O，則n(SO₃)為(20/80+80×80/98×80=209/196。n(H₂O)=18×80/98×18=40/49。b=(40/49)/( 209/196)= 160/209。