(word完整版)江苏高考化学计算题专题复习_[苏教版].

高考化学计算题专题复习一、涉及化工生产流程的计算

题型特点:以常见化工生产流程图为背景,根据不同反应步骤中反应物的利用率计算反应物的投料比或产率。

解题方法:以化学方程式为基础,应用守恒理论,对多个相关联的化学方程式进行简约(叠加,找出分散在不同化学反应中的不同物质之间的化学计量数关系,以此计量关系进行计算。

1.(08南通一检某化肥厂以氨和空气(其中氧气的体积分数为0.2为原料生产硝酸铵过程如下:

其中反应①为4NH 3+5O 2

4NO +6H 2O

⑴步骤②中发生了两个反应,将这两个化学方程式合并为一个化学方程式,可表示为___________________________。

⑵若不考虑副反应且各步反应均完全,为使生产过程中不再补充空气,则原料气中氨(包括第③步被硝酸吸收的氨的体积分数最大值为____________。

⑶假设实际生产中,反应①、②中含氮物质的利用率分别为a 、b ,反应③中氨的利用率为c 、硝酸的利用率为100%,则合成硝酸铵的整个流程中,氨的总利用率是多少?

解析:(14NO

+3O 2+2H 2O =4HNO 3 (2①、②、③步反应叠加

4NH 3+5O 4NO +6H 2O

4NO +3O 2+2H 2O =4HNO 3 4NH 3+4HNO 3=4NH 4NO 3

4NH 3+4O 2+H 2O=2NH 4NO 3+3H 2O NH 3%=4/(4+4/0.2=1/6(或16.7%

(3解法一:假设消耗NH 3的总物质的量为1mol ,其中用于制取HNO 3的NH 3的物质的量为x mol ,被HNO 3吸收的NH 3的物质的量为y mol ,则有:x +y =1、abx =cy 。解得:x =c

ab c +

y =

c

ab ab +

氨的总利用率=(xab +yc /1=

c

ab abc

+2

解法二:假设第①步参加反应的氨气的物质的量为4mol ,则: 生成硝酸的物质的量4ab mol ;

第③步需要氨气的物质的量为

c

ab

4mol ; 氨的总利用率=

c

ab ab ab 4444+

+=c ab abc

+2

解法三: 假设生成NH 4NO 3共1mol

则生成1molHNO 3消耗的NH 3的物质的量为1/ab,与HNO 3反应的NH 3的物质的量为1/c ,则氨的总利用率为

2.(苏北三市一检现代炼锌的方法可分为火法和湿

法两大类。火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS 通过浮选、

焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和足量焦炭混合,在鼓风炉中加热至

1373~1573K ,使锌蒸馏出来。主要反应为:

焙烧炉中:2ZnS +3O 2=2ZnO +2SO 2 ①鼓风炉中:2C +O 2=2CO ②

ZnO (s+

CO (g Zn (g+CO 2 (g ③

(1 若保持温度不变,在鼓风炉中增大CO 的浓度,K 值 (填“增大”、“减小”或“不变”;

(2 已知:该温度时,化学平衡常数K =1.0,则表中 c 1= (写出计算过程

(3 假设通过改变反应条件,若使焙烧炉中反应①的ZnO 几乎完全被CO 还原,焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比不超过。

(4 若起始浓度不变,通过改变反应条件,达平衡时鼓风炉中反应③CO 的转化率为80%,此时该反应的平衡常数K = ,此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比大于解析:(1 不变(1分; (2 0.01 mol/L(4分,

解:由表中数据分析可知,反应③进行至30 min 时,反应③达到平衡状态;故c 1浓度为CO 的平衡浓度。

设:从起始到平衡

CO 的浓度变化为x mol·L -1

ZnO (s+CO (g Zn (g+CO 2 (g 起始: 0.11 0 0 变化: x x x 平衡: (0.11-x x x

21c +

1

ab c

ab abc

+2

则该温度下反应的平衡常数即:x 2+x -0.11=0

(x +1.1·(x -0.1=0 x =0.1 mol·L -1

所以c 1=0.01 mol·L -1

(3 焙烧炉中: 2ZnS +3O 2=2ZnO +2SO 2 ①鼓风炉中:2C +O 2=2CO ②

ZnO (s+

CO (g Zn (g+CO 2 (g ③

①+②+③×2=2ZnS +3O 2+2C +O 2=2Zn +2CO 2 则焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比不超过3:1 (4 0.352 (1分;12:5或2.4(2分

平衡时鼓风炉中反应③CO 的转化率为80%,此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比为:3/(1/0.8=2.4 3、(04江苏高考石油化工是江苏省的支柱产业之一。聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品,某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯:

CH 2=CH 2+Cl 2→CH 2CI —CH 2C1…………………① CH 2Cl —CH

2C1→CH 2=CHCl +HCl ………………②请回答以下问题:

(1已知反应①中二氯乙烷的产率产率=

理论产量

实际产量

×100%为98%,反应②中氯乙烯和氯化氢

的产率均为95%,则2.8t 乙烯可制得氯乙烯

t ,同时得到副产物氯化氢 t 。(计算结果保留1位小数

(2为充分利用副产物氯化氢,该工厂后来将下列反应运用于生产: 2CH 2=CH

2+4HCl +O 2→2CH 2Cl -CH 2Cl +2H 2O …………③

由反应①、③获得二氯乙烷,再将二氯乙烷通过反应②得到氯乙烯和副产物氯化氢,副产物氯化氢供反应③使用,形成了新的工艺。

由于副反应的存在,生产中投入的乙烯全部被消耗时,反应①、③中二氯乙烷的产率依次为a%、c%;二氯乙烷全部被消耗时,反应②中氯化氢的产率为b%。试计算:反应①、③中乙烯的投料比为多少时,新工艺既不需要购进氯化氢为原料,又没有副产物氯化氢剩余(假设在发生的副反应中既不生成氯化氢,也不消耗氯化氢。解析: (1

CH 2Cl -CH 2Cl CH 2=CHCl ~~28

62.5~HCl

36.52.8t×98%×95%

m 1m 2

CH 2=CH 2

解得: m 1=5.8t m 2=3.4t

(2设投入反应①、③的乙烯物质的量分别为x 、y ,则: 由反应①生成的二氯乙烷为x ·a%, 由反应③生成的二氯乙烷为y ·c%,

K=(0.11×0.82

0.11×0.2

=

0.352ZnO (s+CO (g