9.8×109g x y
則,解得x=8.0×103t y=9.83×109kJ。
1.(07年寧夏理綜·31A)化學選考題(15分)A.[化學-選修化學與技術]
工業(yè)上生產硫酸時,利用催化氧化反應將SO2 轉化為SO3是一個關鍵步驟。壓強及溫度對SO2轉化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分數(shù)為:SO2 7% O2 11% N2 82%);
![]() |
0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
(1) 已各SO2的氧化是放熱反應,如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結論?
;
(2)在大400~500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:
;
(3)選擇適宜的催化劑,是否可以提高SO2的轉化率? (填“是”或“否”),是否可以增大該反應所放出的熱量? (填“是”或“否”);
(4)為提高SO3吸收率,實際生產中用 吸收SO3;
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ·mol-1,計算每生產1萬噸98%硫酸所需要的SO3質量和由SO2生產這些SO3所放出的熱量。
答案:(1)壓強一定時,溫度升高時,SO2轉化率下降,說明升溫有利逆反應的進行,所以正反應為放熱反應。(2)增大壓強對提高SO2轉化率無顯著影響,反而會增加成本。(3)否 否 (4)濃硫酸 (5)8.0×103t 9.83×109kJ
解析:(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出,在相同壓強下(如在0.1MPa下)升高溫度(如由400℃升高到500℃)時SO2的轉化率降低(由99.2%降低為93.5%),即升高溫度時此化學平衡向逆反應方向移動,而升高溫度化學平衡應該向吸熱反應方向移動,所以此反應的正反應為放熱反應。
(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以得知:在0.1MPa(即常壓1atm下)SO2的轉化率已經(jīng)很高,如在400℃時已達99.2%,若增大壓強到10MPa(即100atm),壓強增大了100倍但是SO2的轉化率值增大為99.9%,只增大了0.7%變化不大。而壓強增大100倍,需要對設備的材料、動力、能源等都作相應的提高,既要增大成本投入。
(3)使用催化劑只能改變化學反應的速率,改變反應到達平衡的時間,不能使化學平衡發(fā)生移動,即對SO2的轉化率不產生影響;而在一定條件下,化學反應放出的熱量與參加反應的反應物的量成正比,因SO2的轉化率不變,所以反應放出的熱量也不會增大。
(4)在生產實際中是采用98.3%的濃硫酸作吸收劑來吸收SO3的。因為若用水進行吸收會形成酸霧,將影響SO3的吸收速率和效率。
(5)1萬噸98%的硫酸含H2SO4的質量:9.8×109g�! � 設需要SO3的質量為x,該反應產生的熱量為y。
H2SO4 - SO3 - 放出的熱量
98g 80g 196.9kJ
1.(07年山東理綜·31)(8分)[化學-化學與技術]
工業(yè)上對海水資源合開發(fā)利用的部分工藝流程如右圖所示。
(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽,離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是 。電解槽中的陽極材料為 。
(2)本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4順序制備? 原因是 。
(3)溴單質在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多,四氧化碳與水不互溶,故可用于萃取溴,但在上述工藝中卻不用四氧化碳,原因是 。
答案:(1)陽離子(或Na+) 鈦(或石墨)
(2)否。如果先沉淀Mg(OH)2,則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀,產品不純。
(3)四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大;經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重。
解析:(1)工業(yè)上用離子交換膜法電解食鹽水時采用的陽離子交換膜只允許Na+通過,隔膜電解槽中的隔膜只允許水和離子通過,則二者均允許通過的離子或分子共同的是陽離子(或Na+),電解槽中用來做陽極的是鈦或石墨。
(2)硫酸鈣是微溶性的物質,如果先反應生成氫氧化鎂,加入石灰水生成氫氧化鎂沉淀的同時,過量的Ca(OH)2會生成硫酸鈣沉淀,造成產品中有雜質,使產品不純。
(3)用四氯化碳萃取溴時需要的工藝復雜,設備投資大,并且四氯化碳會造成環(huán)境污染。
20.(2007海南·29)純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請按要求回答問題:
(1)“氨堿法”產生大量CaCl2廢棄物,請寫出該工藝中產生CaCl2的化學方程式: ;
(2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關反應的化學方程式: ;
;
(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同? ;
(4)綠色化學的重要原則之一是提高反應的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應,列出計算原子利用率的表達式:
原子利用率(%)= 。
答案:(1)2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2 +2NH3↑+2H2O
(2)NH3 +H2O +CO2 +NaCl(飽和)=NaHCO3↓+ NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3 +CO2↑+H2O
(3)前者的CO2 來自合成氨廠,后者的CO2 來自煅燒石灰石。
(4)×100%=100%
考點:本題考查了氨堿法和聯(lián)合制堿法的原理。
解析:明確氨堿法和聯(lián)合制堿法的化學反應原理�!奥�(lián)合制堿法”原子利用率的表達式為:原子利用率(%)=。
19.(09年海南化學·20.3)下列有關硬水及其軟化的說法中錯誤的是:
A.離子交換法可以軟化硬水
B.硬水中含有較多Ca2+、Mg2+
C.生產、生活使用的天然水必須經(jīng)軟化
D.加熱可使暫時硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀
答案:C
解析:A、B、D是一些常識,C中生活使用的硬水不是“必須”經(jīng)軟化使用。
18.(09年海南化學·20.2)下列使用化肥、農藥的描述中正確的是:
A.高溫多雨時比較適合施用鉀肥
B.長期施用硫銨會造成土壤板結
C.石硫合劑必須與硫酸混合后才能施用
D.過磷酸鈣必須經(jīng)硫酸處理后才能施用
答案:B
解析:A中鉀肥易溶于水,多雨時易造成化肥的流失;B中硫銨溶于水呈酸性,易破壞土壤的膠體結構使土壤板結;C中石硫合劑主要成分是多硫化鈣,具有滲透和侵蝕病菌細胞及害蟲體壁的能力,能在植物體表面形成一層藥膜起保護作用,如果和硫酸混合后施用,會生成硫酸鈣使石硫合劑失去作用。D中有效成份為Ca(H2PO4)2,屬水溶性速效磷肥,應直接使用。
17.(09年海南化學·20.1)下列有關肥皂的敘述中錯誤的是:
A.肥皂與純堿的去污原理相同
B.肥皂可以加速油污在水中的分散
C.肥皂是油脂在堿性條件下水解生成的
D.肥皂主要成分的分子中含有親油基團和親水基團
答案:A
解析:A中純堿的去污原理是堿性條件使油污水解,去污原理與肥皂不同;其他均為正確的敘述。
16.(09年山東理綜·9)下列敘述錯誤的是
A.合金材料中可能含有非金屬元素
B.人造纖維,合成纖維和光導纖維都是有機高分子化合物
C.加熱能殺死流感病毒是因為病毒的蛋白質受熱變性
D.在汽車排氣管上加裝“催化轉化器”是為了減少有害氣體的排放
答案:B
解析:本題考查了考生的化學學科的基本素養(yǎng),體現(xiàn)了化學與生活的密切相關。
鋼是一種用量最大的合金,鋼中含有碳元素、硅元素、硫元素等非金屬元素;光導纖維的成分是SiO2;蛋白質受熱而變性;在汽車排氣管上加裝“催化轉化器”是為了把生成的CO、氮的氧化物轉化為無害氣體CO2、N2。
15.(09年廣東理基·27)工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法
選項 |
污染物 |
處理措施 |
方法類別 |
A |
廢酸 |
加生石灰中和 |
物理法 |
B |
Cu2+等重金屬離子 |
加硫酸鹽沉降 |
化學法 |
C |
含苯廢水 |
用活性炭吸附 |
物理法 |
D |
含純堿的廢水 |
加石灰水反應 |
化學法 |
答案:D
解析:A選項廢酸中加生石灰中和是化學處理法,錯誤。B選項中加硫酸鹽不能使Cu2+形成沉淀,錯誤。C選項中用活性炭不能吸附苯,錯誤。D選項中加石灰水后純堿會形成CaCO3沉淀而除去,屬于化學處理法,正確。
14.(09年廣東化學·8)廣州將于2010年承辦第16界亞運會。下列措施有利于節(jié)能減排、改善環(huán)境質量的有
①在大亞灣核電站已安全運行多年的基礎上,廣東將繼續(xù)發(fā)展核電,以減少火力發(fā)電帶來的二氧化硫和二氧化碳排放問題
②積極推行“限塑令”,加快研發(fā)利用二氧化碳合成的聚碳酸酯類可降解塑料
③加速建設地鐵輕軌等軌道交通,促進珠三角城市一體化發(fā)展,減少汽車尾氣排放
④發(fā)展低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟,推廣可利用太陽能、風能的城市照明系統(tǒng)
⑤使用生物酶降解生活廢水中的有機物,使用填埋法處理未經(jīng)分類的生活垃圾
A.①②③④ B.①②⑤ C.①②④⑤ D.③④⑤
答案:A
解析:同樣是組合型選擇題,同樣要關注選項判斷。核電可減少污染物如SO2等排放,可改善環(huán)境質量,①正確,則排出D選項;地鐵可減少汽車的數(shù)量,從而減少尾氣排放,有利于改善環(huán)境,③正確,則排出B、C選項。
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