2019年高中化學(xué) 第1單元 走進化學(xué)工業(yè) 課題1 化工生產(chǎn)過程中的基本問題 第2課時作業(yè) 新人教版選修2.doc

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2019年高中化學(xué) 第1單元 走進化學(xué)工業(yè) 課題1 化工生產(chǎn)過程中的基本問題 第2課時作業(yè) 新人教版選修2一、三廢處理1.治理“三廢”,保護環(huán)境,最主要的方法是()A.減少污染嚴重的工廠B.把“三廢”深埋C.提高認識D.變廢為寶,綜合利用解析:對“三廢”處理,最好是變廢為寶,節(jié)約資源,綜合利用。 答案:D2.在催化反應(yīng)室中裝有熱交換裝置,采用熱交換裝置的好處是()充分利用熱量,降低能耗促使平衡向正反應(yīng)方向移動,提高產(chǎn)率減少熱量對環(huán)境的污染提高最終產(chǎn)品的純度A.B.C.D.解析:使用熱交換裝置能充分利用熱能,減少熱量散失對環(huán)境造成的污染。由于SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度降低有利于平衡向正反應(yīng)方向移動,提高SO2的利用率。答案:C3.工業(yè)生產(chǎn)硫酸的過程中,對廢氣、廢液、廢渣和“廢熱”的處理正確的是()尾氣可用氨水處理污水可用石灰乳處理廢渣可用來制造水泥、煉鐵設(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生水蒸氣,供熱或發(fā)電A.B.C.D.解析:硫酸廠尾氣中含有SO2,可用氨水吸收處理;廢水中的硫酸常用石灰乳中和;廢渣中含有SiO2、Fe2O3等,可用于制水泥、煉鐵;由于硫酸生產(chǎn)中的三個反應(yīng)都是放熱反應(yīng),可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱量來降低生產(chǎn)成本。答案:D4.城市環(huán)境污染是當前突出的環(huán)境問題。如圖中甲所示,X河流經(jīng)某工業(yè)城市,其中a處在上游,附近有豐富的黃鐵礦資源,d處在下游,有多個企業(yè)以硫酸為原料。根據(jù)某月該市環(huán)保局監(jiān)測站對X河水質(zhì)檢測的結(jié)果,繪制成圖乙。根據(jù)甲、乙兩圖,判斷下列說法錯誤的是()A.該市建設(shè)硫酸廠時,綜合考慮諸多因素選址在b處最合理B.造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段C.工業(yè)、生活污水和固體廢棄物等是造成X河污染的污染源D.d處污染程度減小,可能是某些污染物的離子發(fā)生反應(yīng)所致解析:硫酸廠的廠址應(yīng)建在河的下游,即d處,A項錯;從乙圖看,bc段的污染程度很大,是市區(qū)中的生活污水引起的,d處位于下游,但其污染程度很小,則可能是因為污染物的離子相互發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致污染程度降低了。答案:A二、能量的綜合利用5.工業(yè)制硫酸的催化反應(yīng)室里有一個熱交換裝置,有關(guān)它的下列說法正確的是()A.其主要作用是給催化劑加熱B.其作用是把生成的熱量傳遞給需要預(yù)熱的混合氣體,并將反應(yīng)后生成的氣體冷卻C.為了充分利用余熱,使冷水經(jīng)過熱交換裝置,從而得到熱水D.進行熱量傳遞時,冷、熱氣體流向相同解析:催化反應(yīng)室中的熱交換裝置是在每兩層催化劑的中間,因此起不到給催化劑加熱的作用,熱交換裝置管內(nèi)和管外流動的均是氣體,且采用的是逆流(即氣體流向相反)形式。答案:B6.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了利于SO2的轉(zhuǎn)化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的催化反應(yīng)室(如圖)。下列有關(guān)說法中錯誤的是()A.上端進入的氣體溫度較高,下端出來的氣體溫度較低B.預(yù)熱含有SO2的混合氣體,有利于催化氧化C.A處流出的氣體為SO2和O2D.預(yù)熱SO3,有利于被濃硫酸吸收解析:干燥的SO2與O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的有利條件是催化劑和400500 的溫度,在通常狀況下基本不發(fā)生反應(yīng),即使在加熱的條件下,也基本上不發(fā)生反應(yīng)。從熱交換裝置左側(cè)進入熱交換裝置的SO2與O2的混合氣體,在熱交換裝置內(nèi)只是被加熱升高溫度,沒有與催化劑接觸,基本上沒有SO3生成。從熱交換裝置內(nèi)出來的熱的SO2與O2的混合氣體,進入催化反應(yīng)室內(nèi)的催化劑區(qū)域后,發(fā)生可逆反應(yīng)生成SO3,并放出大量的熱,SO3溫度過高不易被吸收,所以下端出來的氣體溫度較低。答案:D(建議用時:30分鐘) 1.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸,回收尾氣,選用的試劑是()A.氨水B.NaOHC.稀硫酸D.濃硫酸答案:A2.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述中正確的是()A.催化劑V2O5不改變該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率B.增大體系壓強,反應(yīng)速率一定增大C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達到平衡的時間D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別為c1、c2,則t1t2時間內(nèi),SO3(g)的生成速率為v=解析:催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率,A錯;若維持溫度、密閉容器的容積恒定,充入“惰性氣體”使壓強增大,反應(yīng)速率不增大,B錯;降低溫度,反應(yīng)速率減慢,達到平衡所需的時間增長,C錯;D對。答案:D3.下列說法中,不正確的是()A.硫酸工業(yè)的尾氣必須回收、凈化處理,主要為了充分利用原料B.所謂“酸雨”,主要含有硫的氧化物以及形成的硫酸及亞硫酸C.大氣中,大量的SO2來源于煤和石油的燃燒、金屬礦石的冶煉D.消除大氣污染的主要方法之一是減少污染物的排放解析:硫酸工業(yè)尾氣中主要含SO2,如直接排入空氣中,一是污染大氣,二是浪費原料,所以尾氣的回收、凈化處理有兩方面的原因,不單單是充分利用原料。答案:A4.你認為減少酸雨的形成可以采取的措施是()少用煤作燃料把工廠煙囪造高燃料脫硫在已酸化的土壤中加石灰開發(fā)新能源A.B.C.D.解析:酸雨的形成主要是因為大量燃燒含硫的煤產(chǎn)生大量SO2排放到大氣中造成的,所以能減少酸雨的形成,而把煙囪造高對SO2的產(chǎn)生不影響。在酸化的土壤中加石灰是對酸雨造成的危害的處理,故不正確。答案:C5.工業(yè)制硫酸用硫黃作為原料產(chǎn)生的污染比用黃鐵礦小,主要方面是()A.廢氣B.廢渣C.廢水D.酸雨解析:用黃鐵礦制硫酸,廢渣較多,而用硫黃作為原料,幾乎沒有廢渣,但廢氣的量沒有減少,也會產(chǎn)生廢水。答案:B6.“飄塵”是物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生的粒狀飄浮物,顆粒很小(直徑小于10-7 m),不易沉降(可飄浮數(shù)小時甚至數(shù)年),它與空氣中的SO2、O2接觸時,SO2會部分轉(zhuǎn)化為SO3,使空氣酸度增加,“飄塵”所起的主要作用是()A.氧化劑B.還原劑C.吸附劑D.催化劑解析:空氣中SO2、O2接觸時,SO2會部分轉(zhuǎn)化為SO3,“飄塵”的作用是催化劑。答案:D7.讀某城市的城市布局示意圖,回答有關(guān)問題:煤炭基地大型硫酸廠自來水廠療養(yǎng)院大型商場食品廠化工廠造紙廠污水處理廠高等院校(1)該城市布局是否合理?請分析原因。(2)圖中處分布大型黃鐵礦(主要成分是FeS2)。寫出制取二氧化硫、三氧化硫的化學(xué)方程式。(3)工業(yè)制硫酸的尾氣中還含有少量的二氧化硫,如果排入大氣,就會造成環(huán)境污染。你認為該企業(yè)應(yīng)該采用什么方法回收、利用尾氣中的二氧化硫,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)該市經(jīng)濟發(fā)達,每天有大量的汽車排放氮氧化合物、碳氫化合物,以及企業(yè)、家庭爐灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等,會導(dǎo)致市民心臟出現(xiàn)什么后果?該市應(yīng)采取哪些措施防治大氣污染?解析:(1)煤炭基地、大型硫酸廠、化工廠布局合理,理由是煤炭基地、大型硫酸廠離消費中心近而化工廠接近原料基地,且在垂直風(fēng)向的郊外;自來水廠、療養(yǎng)院、大型商場、食品廠布局合理,自來水廠在河流上游,不受或少受污染,分布在居民區(qū)中心地帶;造紙廠布局不合理,理由是它位于夏季風(fēng)的上風(fēng)地帶,且離居民區(qū)、高等院校較近,大氣污染嚴重;鐵路穿過市區(qū)不合理,因為噪聲污染、大氣污染嚴重。(4)心臟供氧不足,心臟收縮性減弱,因而心臟輸出量減少。答案:(1)煤炭基地、大型硫酸廠、化工廠布局合理,自來水廠、療養(yǎng)院、大型商場、食品廠布局合理。造紙廠布局不合理,鐵路穿過市區(qū)不合理。(2)4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(3)氨吸收法:SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2+H2O(或石灰水吸收法:SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4CaSO4+SO2+H2O)(4)心臟供氧不足,心臟收縮性減弱,因而心臟輸出量減少。該市應(yīng)采取的措施是:大力植樹造林;限制大量汽車將碳氫化合物、氮氧化合物排入大氣;采用科學(xué)技術(shù)對硫酸廠、化工廠、造紙廠、煤炭基地的廢氣進行回收處理;創(chuàng)造條件,將造紙廠遷移到遠離市區(qū)的郊外等等。8.酸雨能使大片水稻突然枯死,我國每年因酸雨污染都造成大量的經(jīng)濟損失。(1)酸雨的形成主要是由于空氣中含有氣體?，F(xiàn)取一份雨水,每隔一段時間測定其pH,結(jié)果如下:測定時間/h01248雨水pH4.734.624.564.554.55產(chǎn)生上述結(jié)果的原因是。(2)空氣中的二氧化硫在煙塵的作用下與氧氣結(jié)合也能形成酸雨,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(3)請?zhí)岢鰞蓷l防治酸雨的措施。答案:(1)SO2SO2溶于水形成H2SO3,由于空氣中的氧氣可以緩慢氧化H2SO3生成H2SO4 ,而硫酸是強酸,故溶液的pH逐漸減小 (2)2SO2+O2+2H2O2H2SO4(3)控制空氣中SO2和氮氧化物的排放量植樹造林,凈化空氣9.某化工廠以硫黃為主要原料之一生產(chǎn)硫酸,每小時生產(chǎn)98%(質(zhì)量分數(shù))的硫酸的質(zhì)量為a t,為使硫充分燃燒,且在下一步催化氧化時不再補充空氣,要求燃燒后的混合氣體中含氧氣的體積分數(shù)為b%。若空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%且不考慮各生產(chǎn)階段的物料損失,則:(1)該廠每小時消耗標準狀況下的空氣體積為 m3。(2)為滿足題設(shè)要求,b%的下限等于。解析:(1)由硫黃轉(zhuǎn)化為硫酸的化學(xué)方程式為:S(s)+O2(g)SO2(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)氧氣和硫酸之間的量的關(guān)系為(不計原料損失):3O22H2SO4322.4 L298 gVa106 g98%V(O2)=3.36105a L則每小時消耗標準狀況下的空氣為:V(空氣)=1.6106a L=1 600a m3(2)由S(s)+O2(g)SO2(g)可知,在同溫同壓下,硫黃燃燒前后氣體體積不變。a t 98%的硫酸中H2SO4的物質(zhì)的量為a10 kmol,則硫黃燃燒生成的SO2的物質(zhì)的量也為a10 kmol。根據(jù)O2體積守恒,列代數(shù)方程:1 600a m321%=1 600a m3b%+a10 kmol22.4 m3kmol-1化簡得:b%=7%答案:(1)1 600a(2)7%