- 从海水中提取重水——电解法
- 共657题
(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 。
正确答案
A.(12分),每空均为2分
(1)[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2
(2)ABCD(漏选1—2个得1分,漏选2个以上不得分)
(3)C
(4)4
(5)氧离子半径比硫离子小,晶格能大
(6)8
B.(12分),每空均为2分
(1)该反应较慢,需在沸腾条件下反应较长时间,为了不使甲醇和苯甲醛的蒸汽逸了损失。(2分)
(2)提高苯甲醛的转化率(2分)
(3)0.05mol(2分)
(4)催化剂可重复多次使用,对产率的影响很少(只减少2%左右)(2分
(5)①相同取代基时,产率或转化率;邻位>间位;②不同取代基时,产率或转化率,供电子基团(羟基、烷基等)>吸电子基团(硝基、卤素等)(14分)
本卷当中所有合理答案,均参照给分
略
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
正确答案
(1)2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O
(2)BaSO4 ; 密度大
(3)H2S + 2NaOH → Na2S + H2O
略
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
正确答案
压强增大,动力及设备要求增大,成本提高;
该温度是催化剂的活性温度。
98.3%硫酸,不会形成酸雾,易于SO3的吸收
略
(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________。
正确答案
(14分) (1)使平衡正向移动,提高SO2的转化率
(2)高温使反应速率加快,缩短了达到平衡所需的时间,但是对SO2的转化不利 。
催化剂在该温度下活性最强,催化效果最佳。
(3)加快反应速率,且使平衡正向移动,有利于SO2转化和SO3的生成。
常压时SO2的转化率已经很高,无采用高压的必要,况且,采用高压还受动力、设备等条件的限制,提高了成本。
(4)用水吸收SO3易形成酸雾,吸收效果差,而用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾,吸收效果好。
防止空气污染。
略
(10分)实验室为了制得少量漂白粉,常用浓盐酸与二氧化锰先制取氯气,再用氯气与消石灰反应。已知氯气与氢氧化钙制漂白粉是放热反应[2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(反应放热)],温度稍高即会发生副反应6Cl2+6Ca(OH)2
Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。现有甲、乙、丙三套装置(U形管中放有玻璃纤维,可使气体顺利通过)。
(1)请对三套装置的优缺点进行评价,并将选项序号填于下表内。a.容易引起环境污染
b.可防止环境污染 c.可防止副反应发生 d.易发生副反应 e.易控制反应速率 f.不易控制反应速率
(2)请从甲、乙、丙三套装置中,选取合理的组成部分(A、B、C、D、E、F、G)组装一套你认为更完整的实验装置,则连接顺序为(按气流从左到右方向) 。
(3)在你所设计的装置及以上甲、乙、丙装置中,是否还缺少其他必要的装置,说明原因: 。
正确答案
(1)略
(2)F→B→E (3)F和B之间缺少除Cl2中HCl气体的装置,因浓盐酸挥发出的HCl能够与消石灰反应
略
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