热门试卷

(15分)

纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下：

⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明)       、      。

⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是：      、       。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序：       (填“是”或“否”)，原因是：                                                    。

⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是：                                 。

⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了         （填上述流程中的编号）的循环。从母液中可以提取的副产品的应用是                    (举一例)。

（15分）活性氧化锌常用作橡胶制品的硫化活性剂。工业上用粗氧化锌（含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等）生产活性氧化锌，生产工艺流程如下：

根据上表提供的信息，回答下列问题：

（1）“废渣1”的主要成分是                   。

（2）完成“反应器2”中反应之一的离子方程式：

□MnO-4+□Mn2++□     =□MnO2↓+□H+

（3）蘸取“反应器2”中的溶液点在          试纸上，如果观察到试纸变蓝，说明KMnO4过量。

（4）“废渣2”分离出的MnO2可用于制取MnO，已知：

2MnO2（s）+C（s）==2MnO（s）+CO2（g）△H=—174.6kJ·mol-1

           C(s)+CO2(g)="=2CO(g)" △H=+283.0kJ·mol-1

试写出MnO2（s）与CO（g）反应制取MnO（s）的热化学方程式：           。

（5）“反应器3”中加入锌粉的作用是                。

（6）“反应器4”得到的废液中，含有的主要离子除了Na+外，还有            。

（7）从“反应器4”中经过滤等操作得到碱式碳酸锌。取碱式碳酸锌3.41g，在400~450℃下加热至恒重，得到ZnO 2.43g和标准状况下CO20.224l，碱式碳酸锌的化学式

                。

（12分）本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。

A．用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工业上无机硫常用氧化锌法处理，有机硫可用钴钼催化加氢处理。

H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O

C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S

（1）钴原子在基态时核外电子排布式为         。

（2）下列有关分子结构的说法正确的是           。

A．C2H4分子中有5个键处1个键

B．COS分子（结构如右图）中键能C=O>C=S

C．H2S分子呈V形结构

D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化

（3）下列有关说法不正确的是     。

A．H2O、CO、COS均是极性分子

B．相同压强下沸点：Cs2>COS>CO2

C．相同压强下沸点：C2H5SH>C2H5OH

D．相同压强下沸点：CO>N2

（4）-ZnS的晶胞结构如右图，晶胞中S2-数目为：        个。

（5）具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO，ZnS熔点为1830℃，ZnO熔点为1975℃，后者较前者高是由于            。

（6）钼的一种配合物化学式为：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位数为   。

B．烃醛结合反应有机合成中颇为重要，绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下：

实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流状态下反应2h，反应的产率和转化率均非常高。

（1）采用回流反应2h的目的是             。

（2）在反应中甲醇需过量，其原因是              。

 （3）不同铌酸用量对产率和转化率影响，如下表：

      在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为        。

（4）催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图，这说明铌酸催化剂的优点之一是         。

（5）用铌酸作催化剂时，不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表：

从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是   。

发生天然气井喷事故中喷发出的天然气含有硫化氢气体，请你用学到的知识回答下列问题：

（1）为防止井喷事故中更大的人员伤亡，抢救人员欲采用点火燃烧方法来除去有毒气体，试写出反应的化学方程式                                      

（2）在石油钻井中，为防止井喷事故，要根据井下压强，将重晶石（密度4.5g/cm3左右）与泥浆按一定比例混合后灌入井中。写出重晶石的化学式             试说明重晶石粉做压井材料的原因                                   

（3）含硫地区钻井液的pH值应控制9.5以上，若用氢氧化钠溶液做控制液，写出发生反应的化学方程式                   

（12分）污水处理分析时，常用双硫腙（H2Dz，二元弱酸）把金属离子络合成电中性的物质，再用CCl4萃取络合物，从而把金属离子从水溶液中完全分离出来。如用双硫腙（H2Dz）～CCl4分离污水中的Cu2＋时，先发生络合反应：

Cu2＋+2 H2DzCu(HDz)2+2H＋，

再加入CCl4，Cu(HDz)2就很容易被萃取到CCl4中。

（1）写出双硫腙和Fe3＋络合的离子方程式：                           。萃取过程中要控制适宜的酸度。如果溶液的pH过大，其后果是                       。

下图是用双硫腙（H2Dz）～CCl4络合萃取某些金属离子的酸度曲线。它反映了萃取某些金属离子时适宜的pH范围。E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率。

某工业废水中含有Hg2＋、Bi3+、Zn2+，用双硫腙（H2Dz）～CCl4络合萃取法处理废水。

请根据上图回答问题：

（2）欲完全将废水中的Hg2＋分离出来，须控制溶液pH=          

（3）当调节pH=2时，铋（Bi）的存在形式有：              ，其物质的量之比为     

（4）萃取到CCl4中的Zn(HDz)2分液后，加入足量的NaOH溶液，充分振荡后，锌又转到水溶液中。写出反应的离子方程式：                                                

（7分）甲醇是可再生燃料，可以利用天然气等物质生产，生产成本低，用途广泛。最近有科学家提出：把含有0．050%CO2的空气（通常情况下空气中CO2的体积分数为0．030%，当空气中CO2的体积分数超过0．050%时，会引起明显的温室效应。）吹入碳酸钾溶液中，然后再想法把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后得到甲醇，其构想技术流程如下：

试回答下列问题：

（1）写出吸收池中主要反应的离子方程式：

____________________      __                           _。

（2）写出合成塔中反应的化学方程式：

_________________     _                             __。

（3）若吹入的空气体积为33．6m3（标准状况下），则理论上最多可生产       g甲醇

（12分）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。

回答下列问题：

（1）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是                          。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是                      。

（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K＝         。

（3）甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部

分物质的燃烧热数据如下表：

物 质

燃烧热（kJ·mol－1）

H2(g)

－285.8

CO(g)

－283.0

CH4(g)

－890.3

已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O(g)在高温下反应的热化学方程式                                            。

（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式               。

（12分）硫酸被人们誉为“化学工业之母”，在国民生产中发挥着重要作用，硫酸的产量是衡量一个国家化学工业水平的标志。工业上生产硫酸包括三步：

（1）第一步，在沸腾炉中煅烧黄铁矿，反应如下：4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3，该反应的氧化产物是     ，当生成8 mol SO2时转移电子的物质的量为    。

（2）第二步，在接触室中发生如下反应：2SO2+O2  2SO3。某科技小组的同学在一个恒温恒容的容器中模拟该反应，他们分两次进行实验，第一次向容器中加入2 mol SO2、1 mol O2，反应达平衡后测得SO2的转化率为α1，第二次向容器中加入3 mol SO2、1.5 mol O2, 反应达平衡后测得SO2的转化率为α2，则α1    α2（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）第三步，在吸收塔中将SO3转化成硫酸。硫酸是化学实验中的常用试剂：

①浓硫酸可以与多种物质发生化学反应，试写出浓硫酸与铜发生反应的化学方程式                                  。

②有Na、Mg、Al、Cu四种金属，若两两混合后取混合物14 g与足量稀硫酸反应，产生标准状况下H25.6 L，则此混和物的组合方式最多有      种。

合成氨工业中选择20MP~50MP的压强，而没有选择更高的压强，理由是            ；硫酸工业中选择475℃的温度，而不是选择常温，理由是                         。在吸收塔中三氧化硫的吸收剂是         ，选择该吸收剂的优点是             

(14分)硫酸工业中2SO2(g)＋O2(g)催化剂△2SO3(g)；ΔH<0(放热反应)有关实验数据如下：

(1)在生产中常用过量的空气是为了________。

(2)高温对该反应有何影响？________，实际生产中采用400～500 ℃的温度除了考虑速率因素外，还考虑到________。

(3)增大压强对上述反应有何影响？____，但工业上又常采用常压进行反应，其原因是______________。

(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于___ ___，尾气中SO2必须回收，主要是为了________。