1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业(三十八)(45分钟100分)1.(13分)(NH4)2SO4是农业生产中的常见化肥之一,某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,首先将石膏磨成粉末制成CaSO4悬浊液,然后按如下工艺流程进行生产:(1)操作1与操作2的顺序能否调换?(填“能”或“否”),理由是 _。(2)若已知常温下CaCO3和CaSO4的溶解度分别为1.510-3g和2.110-1g,则由此可知CaSO4向CaCO3转化的原因是 。(3)判断操作2通入的是“适量CO2”
2、(非“过量”)的简单实验方法是 _。(4)从绿色化学角度考虑,该工艺流程中应增加一个操作,这个操作是 。(5)豆腐是日常食品之一,它的制作过程中使用了石膏或盐卤,其中包含的化学原理是 。2.(16分)纤维素是自然界最为丰富的可再生的天然高分子资源。(1)纤维素可制备用于纺织、造纸等的黏胶纤维,生产过程涉及多个化学反应。工艺简图如下:近来,化学家开发了一种使用NMMO加工纤维素的新方法,产品“Lyocell纤维”成分也是(C6H10O5)n。工艺流程如图所示:“Lyocell纤维”工艺流程中,可充分循环利用的物质是。与“Lyocell纤维”工艺相比,黏胶纤维工艺中会产生含有(只填非金属元素符号)
3、的废物,并由此增加了生产成本。“Lyocell纤维”被誉为“21世纪的绿色纤维”,原因是_。(2)“Lyocell纤维”工艺流程中的NMMO可按如下路线制备(反应条件均省略):其中,化合物可三聚为最简单的芳香烃,化合物可使溴水褪色。化合物也可聚合为在一定条件下具有导电性的高分子化合物,该高分子化合物的化学式为 。化合物与氧气反应的原子利用率达100%,其化学方程式为_。关于化合物、的说法正确的是 (填代号)。A.都可发生酯化反应B.可被氧化,不可被氧化C.都溶于水D.可与钠反应,不可与钠反应E.是乙醇的同系物 F.可由卤代烃的取代反应制备写出合成NMMO最后一步反应的化学方程式。3.(8分)目
4、前,我国采用“接触法”制硫酸,设备如图所示:(1)图中设备A的名称是,该设备中主要反应的化学方程式为 。(2)有关接触法制硫酸的下列说法中,不正确的是。A.二氧化硫的接触氧化在接触室中发生B.吸收塔用浓度为98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫C.煅烧含硫48%的黄铁矿时,若FeS2损失了2%,则S损失2%D.B装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率E.硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量(3)科研工作者开发了制备SO2,再用电化学原理生产硫酸的方法,装置如图。为了稳定技术生产,硫酸的浓度应维持不变,则通入的SO2和水的质量比为。4.(18分)制取
5、硝酸铵的流程图如下:请回答下列问题:(1)合成氨的原料通常来自 。(2)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92 kJmol-1。请解释:可逆反应 。为有效提高氨的产率,实际生产中宜采取的措施是_ 。(3)氨催化氧化的化学方程式为 ,铂-铑合金网作用,铂-铑合金网未预热也呈红热状态的原因是 。(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,如何消除它们对大气的污染?写出化学反应方程式 。(5)硝酸铵的两种主要用途是 。(6)在一定温度和压强的密闭容器中,将平均相对分子质量为8.5的H2和N2混合,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的平均相对分子质量为10,试求此时N2的转化率和平
6、衡混合气体中NH3的体积分数。5.(15分)(2013绍兴模拟)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法:碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的。a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为 。电解后的铝材需氨洗的目的是 。阳极氧化膜中有微孔,需进行封孔,封孔的操作方法是_ 。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 _。(3)利用如图装置,可以模拟铁的电
7、化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于 处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为 。6.(15分)CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有(填字母)。a.减少化石燃料的使用,开发新能源b.使用无氟冰箱,减少氟利昂排放c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车d.将工业废气用碱液吸收后再排放(2)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NOx等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金
8、作催化剂)。反应方程式为2CO+2NO2CO2+N2。它的优点是 。硫酸厂的SO2尾气用过量的氨水吸收,对SO2可进行回收及重新利用,反应的化学方程式为 、 。新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为:(只要求写一种)。7.(15分)(能力挑战题)高温裂解法处理工业废硫酸工艺流程图如下:废硫酸高温裂解的基本原理可用下列方程按两个阶段进行H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g) H1=+176 kJmol-12SO3(g) 2SO2(g)+ O2(g) H2
9、=+196 kJmol-1为研究废硫酸的雾化和裂解情况,有关实验数据如下:雾化后废硫酸液滴直径废硫酸完全裂解所需时间普通雾化器800m1 200m10 s以上旋转式雾化器600m850m8 s10 s压缩风雾化器400m650m6 s7 s超声波雾化器100m300m3.5 s5 s(1)由上表数据可得出的结论是 ;(2)废硫酸裂解成SO2总反应的热化学方程式为 ;(3)在催化氧化室中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=-196 kJmol-1某温度时,该反应的平衡常数K=3.5,平衡后再充入一定量气体测得100 L的恒容密闭容器中含有3.0 mol SO2,16.0 mo
10、l O2和3.0 mol SO3(g),此时平衡 _(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动;上述反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的物质的量比原来减小的是(填字母);A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2B.保持温度和容器内压强不变,充入3.0 mol N2C.降低温度D.在其他条件不变时,缩小容器的容积(4)尾气SO2用饱和Na2SO3溶液吸收可得到一种化工原料,反应的化学方程式为 ;(5)科学家研究出如图所示装置,用电化学原理生产硫酸的新工艺,其阳极的电极反应式为 ,总反应的化学方程式为 。答案解析1.【解析】(1)先通入氨气的目的是使溶液显弱碱性,这样有利
11、于二氧化碳的溶解吸收。(2)在溶液中溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀。(3)若通入的二氧化碳过量,则溶液中会有Ca(HCO3)2生成,此时加NaOH会析出碳酸钙沉淀。(4)原料的循环利用是工业节能减排的有效方法之一。(5)豆腐的制作利用了胶体的聚沉。答案:(1)否中性条件下CO2的溶解度很小,不能把CaSO4完全转化为CaCO3(2)由CaSO4向CaCO3的转化过程中并存着两个沉淀溶解平衡:CaSO4(s) Ca2+S,Ca2+CCaCO3(s),随着CO2的通入,C的浓度增大,平衡向CaSO4溶解和CaCO3沉淀生成的方向移动,即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀(3)取少量滤液
12、至试管中,加入少量NaOH溶液,若无浑浊出现则证明操作2通入的是“适量CO2”(4)将提纯(NH4)2SO4后的滤液用于制CaSO4悬浊液(5)胶体中加入电解质,胶体发生聚沉2.【解析】(1)由工艺流程可知,NMMO被循环利用。比较两个生产流程可知在黏胶纤维的生产过程中会产生含硫、含氯的废物,从而增加了生产成本,并可能由此产生环境污染。而新工艺不会产生污染物,且纤维素原料可以再生,故称为“21世纪绿色纤维”。(2)最简单的芳香烃为苯,则三聚为苯的烃必为乙炔,其聚合成为高分子化合物的化学方程式为:nCHCHCHCH;化合物为乙烯,欲使其与O2反应,原子利用率为100%,只有发
13、生加成反应即2CH2CH2+O2。据、的分子结构特点不难推知它们所具有的性质。答案:(1)NMMOS、Cl新工艺环境污染小,纤维素原料可再生(2)2CH2CH2+O2A、C、F+H2O2+H2O3.【解析】(1)“接触法”制硫酸的设备有沸腾炉、接触室和吸收塔。沸腾炉中发生的反应方程式为4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,接触室中的反应方程式为2SO2+O22SO3,吸收塔中的方程式为SO3+H2O=H2SO4。(2)由于SO3与水反应时易形成酸雾,所以常用98.3%的浓硫酸作吸收剂。由于SO2氧化成SO3为放热反应,升高温度有利于提高化学反应速率,不利于提高SO2转化率,接触室中的热交
14、换器是将SO2氧化成SO3放出的热量来预热SO2,实现能量的充分利用。(3)发生反应的方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,设通入SO2与水的质量比为xy,则反应后生成的H2SO4与H2O的质量比一定为11,则=,整理得=。答案:(1)沸腾炉4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)D、E(3)16294.【解析】(1)氮气的来源是空气,而氢气来源于燃料(煤、石油产品等)与水反应的产物。(2)可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应;为提高合成氨的产率,可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施。(3)氨的催化氧化反应为放热反应,故铂-铑合金网虽未
15、预热也呈红热状态。(4)氮的氧化物可以用碱液吸收消除其危害。(6)设混合气体的物质的量为4 mol,平均相对分子质量与气体的物质的量成反比,设反应后气体的物质的量为xmol,则有:=,x=3.4,反应前后气体的物质的量差值为0.6 mol,设反应消耗N2的物质的量为ymol,生成氨的物质的量为zmol,则有:N2+3H22NH3物质的量之差1 2 2y z 0.6y=0.3z=0.6,N2的转化率为100%=30%;氨的体积分数为100%=17.6%。答案:(1)N2取自于空气,H2可来自于煤气(2)在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应增压、适当温度和使
16、用铁触媒等(3)4NH3+5O24NO+6H2O催化作用氨的催化氧化反应是放热反应,保证Pt-Rh合金网达到一定温度而不必预热(4)可用碱溶液吸收氮的氧化物:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O(5)NH4NO3可做化肥和炸药(6)30%17.6%5.【解析】(1)冒气泡的原因是Al与NaOH溶液反应,化学方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2;使Al生成沉淀,最好是通入CO2,若加HNO3,过量时沉淀容易溶解。电解过程中,阳极Al失去电子生成Al2O3,因此电极反应为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。由于电解过程是在H2SO4溶液中进行,因此氨洗是为了除去
17、铝材表面的酸溶液。(2)电镀时,阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,以补充溶液中的Cu2+。(3)铁被保护,可以是作原电池的正极,或者电解池的阴极,故若X为碳棒,开关K应置于N处,Fe作阴极受到保护;若X为锌,开关K置于M处,铁作正极,锌作负极,称为牺牲阳极的阴极保护法。答案:(1)2Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2b2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+中和表面的酸溶液将铝材放在沸水中浸煮5分钟(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+(3)N牺牲阳极的阴极保护法6.【解析】(1)氟利昂的排放主要是造成臭氧层的破坏,减少其排放不能降低大气中的CO2、SO2、NOx的浓度。(2
18、)分析汽车尾气“催化转换器”中发生反应的化学方程式可以得出:将尾气中的CO和NO转化成无毒、无污染且参与大气环境循环的N2和CO2。SO2尾气用过量的氨水吸收,先发生反应:SO2+H2O+2NH3=(NH4)2SO3;后用稀硫酸与(NH4)2SO3反应回收SO2:(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O。新型氨法烟气脱硫技术是用磷酸代替稀硫酸,则得到的复合肥料应是(NH4)3PO4。答案:(1)a、c、d(2)使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体SO2+H2O+2NH3=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H
19、2O(NH4)3PO47.【解析】(1)由表中数据得出,废硫酸液滴直径越小,完全裂解所需时间越短,即裂解速率越快。(2)由题目中H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g)H1=+176 kJmol-12SO3(g)2SO2(g)+ O2(g)H2=+196 kJmol-12+得2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=H12+H2=+548 kJmol-1(3)再充入一定量气体时,c(SO2)=0.030 molL-1,c(O2)=0.160 molL-1,c(SO3)=0.030 molL-1,则=Lmol-1K,故平衡向逆反应方向移动。A项,平衡右移,SO2的物质的
20、量减小;B项,保持温度和压强不变,再充入3.0 mol N2,需要增大体积,SO2、O2、SO3的浓度均降低,相当于减压,故平衡左移;C项,平衡右移;D项,加压,平衡右移。(4)化学反应方程式为:SO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3。(5)阳极反应失去电子,故电极反应式为:SO2+2H2O-2e-=S+4H+阴极反应得到电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,由此得出总反应。答案:(1)废硫酸液滴直径越小裂解速率越快(其他合理答案也可)(2)2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+548 kJmol-1(3)向逆反应方向A、C、D(4)SO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3(5)SO2-2e-+2H2O=S+ 4H+2SO2+O2+2H2O=2H2SO4关闭Word文档返回原板块。
