选修2化学与技术试题选编.docx

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选修2化学与技术试题选编

选修2化学与技术试题选编

说明：

选编07全国高考和07年各地备考试题，适合化学与技术新授课和高考复习参考。

1．【07年山东理综试测题（样卷）】某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备（NH4）2SO4的工艺流程：

请回答以下问题：

（1）合成氨反应的化学方程式是，该反应在（填设备名）中发生。

沉淀池中发生的主要反应方程式是，该反应能够发生的原因是。

（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是，可以循环使用的X是。

（3）该生产过程中的副产品是。

从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是。

2．（07山东理综）工业上地海水资源合开发利用的部分工艺流程如下图所示。

（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜（）或离子是。

电解槽中的阳极材料为。

（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4顺序制备？

原因是。

（3）膜在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶可通干，但在上述工艺中却不用四氧化碳，原因是。

3．（07海南化学）纯碱是一种重要的化工原料。

目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。

请按要求回答问题：

（1）“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：

                                                                      ；

（2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：

                                                      ；

                                                                      ；

（3）CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？

                                                                      ；

（4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。

根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：

原子利用率（%）=                                               。

4．（07宁夏理综）工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。

压强及温度对SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：

SO27％，O211％，N282％）：

压强/Pa

温度/℃

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）已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

（2）在400-500℃时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：

；

（3）选择适应的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？

（填“是”或“否”）是否可以增大该反应所放出的热量？

（填“是”或“否”）；

（4）为提高SO3吸收率，实际生产中用吸收SO3；

（5）已知：

2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）ΔH=-196.6KJ∕mol,计算每生产1万吨98％硫酸所需要SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。

5．（07青岛摸底）海水占地球总储水量的97.2%。

若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。

（1）目前国际上使用的“海水淡化”主要技术有。

（2）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水，反应的离子方程式是，阳离子交换膜的作用是。

若不使用离子交换膜法电解食盐水，可得到一种消毒液，其反应的化学方程式是。

（3）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，写出此过程中SO2被吸收以及又生成可被回收的气体的两个反应的化学方程式。

6．（07山东滨州第四次检测）利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：

依据上述流程，完成下列填空：

（1）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol，产生H2mol（用含n的代数式表示）

（2）K2CO3（aq）和CO2反应在加压进行，加压的理论依据是（多选扣分）

a．相似相溶原理b．平衡移动原理c．酸碱中和原理

（3）由KHCO3分解得到的CO2可以用于（写出CO2的一种重要用途。

）

（4）整个流程有三处循环，一是Fe（OH）3循环，二是K2CO3（aq）循环，三是循环。

7．（07山东济南统考）下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。

试填写下列空白：

（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式。

（2）写出上图中部分装置的作用：

甲：

①混合SO2和O2；②；

丙和丁：

。

（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：

①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；②

（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于；丙和丁相当于。

（5）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是

（填下列各项的序号）。

A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧

B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应

C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率

D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率

8．（07海南会考）

（1）硫酸是基本化工原料。

某地硫铁矿资源丰富，水源充足，交通便利，风景秀丽，文物古迹较多，人口密集。

如果在此地建造硫酸厂，有何利弊？

利是：

；

弊是：

。

（2）我国著名化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（沉淀池中发生的化学反应为：

NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓）

①上述生产纯碱的方法称，副产品氯化铵的一种用途为。

②上述流程中X物质为。

③侯德榜主要是设计了上述流程中的循环（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上。

从沉淀池中取出沉淀的操作是。

9．（07淄博三模）在氨的工业合成中，有三个关键的技术问题，请结合所学知识解决它们。

①合成氨的化学原理是N2+3H2

2NH3，在工业上选择20—50MPa的较高压强和500℃的温度来进

行反应，请结合有关的化学原理解释。

②在生产过程中需要大量氢气，现有以下几种获得氢气的方法，请你选出最适宜的，并说明理由：

A．电解水制取氢气B．由煤或焦碳来制取氢气：

煤或焦碳经加热，炽热的炭与水蒸气反应生成氢气C．由天然气或重油制取氢气：

天然气的主要成分甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳；一氧化碳在催化剂存在的条件下与水蒸气反应得到氢气和二氧化碳

③合成氨的生产工艺流程：

首先用适当的方法生产出合成氨的原料气——氮气和氢气。

氮气和氢气的混合气体在合成塔一定条件下，通过催化剂的作用产生氨气，再通过氨分离器不断地把生成的氨分离出来，同时未转化的反应气体再进入合成塔循环加工。

这就是合成氨的工艺流程。

请根据这一描述过程画出流程方框图。

10．（07山东潍坊三模）氨在国民经济中占有重要的地位。

现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料。

例如，农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料，都是以氨为原料制成的；氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。

（1）下图是合成氨和利用氨制取硝酸、纯碱的简要流程示意图：

设备A的名称是，设备B的名称是。

（2）硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，籽了防止污染大气可以用纯碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：

Na2CO3+2NO2====NaNO2+NaNO3+CO2

但在实际生的中这种方法处理后尾气中的氮的氧化物含量仍难以降到排放标准，历此，也常利用各种燃料气中的甲烷等将氮的氧化物还原为空气主要成分而除去。

写出甲烷与NO2反应的化学反应方程式：

。

（3）常压法生产出的硝酸浓度低，尾气中氮的氧化物含量高，对环境会有严重污染。

可采用法和法进行改进。

（4）在纯碱制造过程中，过程①与过程②的顺序能否颠倒？

为什么。

11．（07山东泰安检测）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。

碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解。

工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：

6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2

试回答下列问题：

（1）步骤①反应器发生的反应中，转移电子总数为；

（2）步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是；

（3）步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为；

（4）实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤实验时，用到的玻璃仪器有；

（5）步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH，反应的化学方程式为：

；

（6）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是。

温度/℃

0

10

20

40

60

80

KIO3g/100g水

4.60

6.27

8.08

12.6

18.3

24.8

12．（07广东惠州二次调研）工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝。

工艺流程如下图：

（1）原料A的名称是_____________，步骤①反应的离子方程式是_________________。

（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是________________，步骤②反应的离子方程式是：

______________。

（3）步骤③的化学方程式是：

________。

（4）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对氧化铝的提取有什么影响______________________________________。

13．（07山东滨州第三次检测）下面给出的图示是我省一综合企业集团中各工厂生产关系流程图，请你结合所学的知识对这一系统的技术原理、经济效益、环境影响、可持续发展的方面进行评价。

（提示：

CaSO4+C

2CaO+2SO2↑+CO2↑）

14．（07山东威海模拟）工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g），其部分工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）已知：

N2（g）+O2（g）＝2NO（g）；△H＝180.5kJ/mol

4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g）；△H＝-905kJ/mol

2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）；△H＝-483.6kJ/mol

则N2（g）＋3H2（g

2NH3（g）的△H=_________________。

（2）如果工业上，在一定温度下，将1.5molN2气体和6molH2气体通入到体积为1升的密闭容器中。

当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，则其平衡常数为_________。

改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_________

①增大压强②增大反应物的浓度③使用催化剂④降低温度

（3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。

即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。

这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方法？

___________（填编号）。

①.过滤.②蒸馏.③渗析.④萃取

理由是_________________________________________________________________。

（4）可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟（成份为氯化铵）生成。

该反应的化学方程式为：

________________________________________________。

（5）假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20mol/L，实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时，需取20mol/L的氨水__________mL（用100mL的容量瓶）。

假如该氨水的pH=a，加入相同体积的盐酸时，溶液呈中性，则此盐酸的pH_________14－a（填“大于”“小于”或“等于”）

15．（07山东威海模拟）海水占地球总储水量的97.2％，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。

（1）海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表第族。

（2）目前，国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。

蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经冷却而得高纯度淡水。

由此可判断蒸馏法是（填：

物理变化或化学变化）。

（3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品。

反应式为：

食盐＋H2O→NaOH＋H2↑＋Cl2↑（未配平），该反应中食盐的化学式是　　；利用电解所得气体制36.5％的浓盐酸1000t，最少需消耗食盐　　　t。

（4）近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法。

该方法流程如下：

请写出②④的化学反应方程式：

、

。

16．（07广东汕头二模）聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2（OH）nCl6-n·xH2O]m，它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。

其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。

聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式；

。

（2）生产过程中操作B和D的名称均为（B和D为简单操作）。

（3）反应中副产品a是（用化学式表示）。

（4）生产过程中可循环使用的物质是（用化学式表示）。

（5）调节pH至4.0~4.5的目的是。

（6）实验室要测定水处理剂产品中n和x的值。

为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。

生产过程中C物质可选用。

A．NaOHB．AlC．氨水D．Al2O3E．NaAlO2

16．（07广东广州调研）工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g），△H=-92.44kJ/mol；其部分工艺流程如下：

反应体系中各组分的部分性质见下表：

气体

氮气

氢气

氨

熔点（℃）

-210.01

-252.77

-77.74

沸点（℃）

-195.79

-259.23

-33.42

回答下列问题：

（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：

K＝。

随着温度的升高，K值（填增大、减小、不变）。

（2）平衡常数K值越大，表明（填序号）。

A．N2的转化率越高B．NH3的产率越大

C．原料中N2的含量越高D．化学反应速率越快

（3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。

即反应后通过把混合气体的温度降低到使分离出来；继续循环的气体是。

17．（07广东惠州第一次调研）

（1）以前实验室制备纯碱（Na2CO3）的主要步骤为：

将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热，控制30—35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕，保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。

用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干，转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度表（g/100g水）

温度

溶解度

0℃

10℃

20℃

30℃

40℃

50℃

60℃

100℃

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

—

—

—

—

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

—

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①反应控制在30—35℃，是因为高于35℃NH4HCO3会分解，低于30℃则反应速率降低，为控制此温度范围，通常采取的加热方法为_________________；

②加料完毕，保温30分钟，目的_____________________________；

③静置后只析出NaHCO3晶体的原因_______________________________；

④过滤所得母液中含有NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，加入适当试剂并作进一步处理，使_________（填化学式）循环使用，回收得到NH4Cl晶体。

（2）我国科学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，使其更加先进，被称为侯德榜制碱法，生产流程为：

⑤沉淀池中反应的化学方程式：

_______-_________；

⑥检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为：

。

⑦循环（I）中应该加入或通入物质的化学式为。

18．（07烟台适应性练习）海水占地球总储水量的97．2％。

若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。

（1）目前，以下“技术”中，可用于“海水淡化”的是____________（填序号）。

①蒸馏法②膜分离法（电渗析、反渗透）③冷冻法④离子交换法

（2）海水晒盐利用的化学原理是____；分离食盐晶体后的母液中含有_____，经过分离、提纯后，可用于________________。

（3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应的离子方程式为_________；电解所用的食盐水需要精制，为什么?

__________________；精制时所用试剂为：

盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液。

加入试剂时，Na2CO3溶液必须在加入_____之后加入。

（4）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：

写出反应②的化学方程式：

____________________________。

19．硫酸在国民经济中占有极其重要的地位，下图是工业接触法制硫酸的简单流程图，试回答下列有关问题．

（1）若沸腾炉中每燃烧0.12kgFeS2就会放出853kJ热量，写出此状况下FeS2燃烧的热化学方程式____________________________

（2）反应2SO2+O2

2SO3是在500℃恒温密闭的接触室中进行的，能充分说明此反应已达到平衡的标志是_____________

A．接触室中SO2、O2、SO3共存B．接触室中SO2、O2、SO3的浓度相同

C．接触室中SO2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2D．接触室中压强不随时间变化而变化

（3）在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室。

按此密闭体系中气体的流向，则在B处流出的气体（除N2外）为

　　A．SO2B．SO3，O2C．SO2，O2D．SO2，SO3

（4）在实际生产过程中，进入接触室的气体中O2的体积分数是SO2体积分数的1.5倍，其原因是

（5）SO3的吸收过程是在吸收塔中进行的，吸收塔里还装入大量瓷环（如上图所示）。

下列有关说法不正确的是

A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式B．从②处喷下的是蒸馏水，瓷环的作用是增大吸收面积，提高吸收效率

C．从③处导出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸

（6）若用浓硫酸吸收SO3可以得到H2SO4·SO3。

用1000g98%的H2SO4充分吸收SO3后，再进行稀释，可以得到98%的硫酸的质量

A．1.98kg　　B．2.00kg　　　C．2.22kg　　D．2.42kg

考答案

1．

（1）

合成塔CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O＝CaCO3↓＋（NH4）2SO4，生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行。

（2）一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收。

CO2（3）生石灰该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生。

由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低。

2．

（1）阳离子（或Na＋）钛（或石墨）

（2）否。

如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。

（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。

3．

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

2NH3↑＋CaCl2＋2H2O

（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl（饱和）＝NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O；（3）“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气。

（4）由于总反应可看作是：

2NH3＋2NaCl＋CO2＋H2O=Na2CO3＋2NH4Cl，所以：

原子利用率（%）＝

×100%＝

×100%；

4．

（1）压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应；

（2）增大压强对提高SO2转化率无显著影响，反而会增加成本；（3）否否（4）浓硫酸（5）解：

1万吨98%的硫酸含H2SO4的质量：

9.8×109g。

设需要SO3的质量为x，该反应产生的热量为y。

H2SO4  ～    SO3  ～   △H

 98g          80g       －196.6×0.5kJ

9.8×109g     x           y

x＝

＝8.0×109g＝8.0×103t

y＝

＝9.83×109kJ

5．

（1）蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法等

（2）2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑；只允许阳极室的Na+和H+透过离子交换膜进入阴极室，阻止Cl2从阳极室迁移到阴极室；Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O（3）NaOH＋SO2＝NaHSO3（或2NaOH＋SO2＝Na2SO3＋H2O），NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑（或