2019-2020年高中化学第1单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题第2课时作业新人教版.doc

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2019-2020年高中化学第1单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题第2课时作业新人教版 一、三废处理 1.治理“三废”,保护环境,最主要的方法是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.减少污染严重的工厂 B.把“三废”深埋 C.提高认识 D.变废为宝,综合利用 解析:对“三废”处理,最好是变废为宝,节约资源,综合利用。 答案:D 2.在催化反应室中装有热交换装置,采用热交换装置的好处是(　　) ①充分利用热量,降低能耗　②促使平衡向正反应方向移动,提高产率　③减少热量对环境的污染　④提高最终产品的纯度 A.① B.①② C.①②③ D.①②③④ 解析:使用热交换装置能充分利用热能,减少热量散失对环境造成的污染。由于SO2转化为SO3的反应是放热反应,温度降低有利于平衡向正反应方向移动,提高SO2的利用率。 答案:C 3.工业生产硫酸的过程中,对废气、废液、废渣和“废热”的处理正确的是(　　) ①尾气可用氨水处理　②污水可用石灰乳处理 ③废渣可用来制造水泥、炼铁　④设置“废热”锅炉产生水蒸气,供热或发电 A.①② B.①③④ C.①②③ D.①②③④ 解析:硫酸厂尾气中含有SO2,可用氨水吸收处理;废水中的硫酸常用石灰乳中和;废渣中含有SiO2、Fe2O3等,可用于制水泥、炼铁;由于硫酸生产中的三个反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热量来降低生产成本。 答案:D 4.城市环境污染是当前突出的环境问题。如图中甲所示,X河流经某工业城市,其中a处在上游,附近有丰富的黄铁矿资源,d处在下游,有多个企业以硫酸为原料。根据某月该市环保局监测站对X河水质检测的结果,绘制成图乙。根据甲、乙两图,判断下列说法错误的是(　　) A.该市建设硫酸厂时,综合考虑诸多因素选址在b处最合理 B.造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段 C.工业、生活污水和固体废弃物等是造成X河污染的污染源 D.d处污染程度减小,可能是某些污染物的离子发生反应所致 解析:硫酸厂的厂址应建在河的下游,即d处,A项错;从乙图看,bc段的污染程度很大,是市区中的生活污水引起的,d处位于下游,但其污染程度很小,则可能是因为污染物的离子相互发生反应,导致污染程度降低了。 答案:A 二、能量的综合利用 5.工业制硫酸的催化反应室里有一个热交换装置,有关它的下列说法正确的是(　　) A.其主要作用是给催化剂加热 B.其作用是把生成的热量传递给需要预热的混合气体,并将反应后生成的气体冷却 C.为了充分利用余热,使冷水经过热交换装置,从而得到热水 D.进行热量传递时,冷、热气体流向相同 解析:催化反应室中的热交换装置是在每两层催化剂的中间,因此起不到给催化剂加热的作用,热交换装置管内和管外流动的均是气体,且采用的是逆流(即气体流向相反)形式。 答案:B 6.在硫酸工业生产中,为了利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的催化反应室(如图)。下列有关说法中错误的是(　　) A.上端进入的气体温度较高,下端出来的气体温度较低 B.预热含有SO2的混合气体,有利于催化氧化 C.A处流出的气体为SO2和O2 D.预热SO3,有利于被浓硫酸吸收 解析:干燥的SO2与O2发生化学反应的有利条件是催化剂和400~500 ℃的温度,在通常状况下基本不发生反应,即使在加热的条件下,也基本上不发生反应。从热交换装置左侧进入热交换装置的SO2与O2的混合气体,在热交换装置内只是被加热升高温度,没有与催化剂接触,基本上没有SO3生成。从热交换装置内出来的热的SO2与O2的混合气体,进入催化反应室内的催化剂区域后,发生可逆反应生成SO3,并放出大量的热,SO3温度过高不易被吸收,所以下端出来的气体温度较低。 答案:D (建议用时:30分钟) 　 　　 　　　　　　　 　　　 1.工业上生产硫酸,回收尾气,选用的试剂是(　　) A.氨水 B.NaOH C.稀硫酸 D.浓硫酸 答案:A 2.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述中正确的是(　　) A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大体系压强,反应速率一定增大 C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别为c1、c2,则t1~t2时间内,SO3(g)的生成速率为v= 解析:催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率,A错;若维持温度、密闭容器的容积恒定,充入“惰性气体”使压强增大,反应速率不增大,B错;降低温度,反应速率减慢,达到平衡所需的时间增长,C错;D对。 答案:D 3.下列说法中,不正确的是(　　) A.硫酸工业的尾气必须回收、净化处理,主要为了充分利用原料 B.所谓“酸雨”,主要含有硫的氧化物以及形成的硫酸及亚硫酸 C.大气中,大量的SO2来源于煤和石油的燃烧、金属矿石的冶炼 D.消除大气污染的主要方法之一是减少污染物的排放 解析:硫酸工业尾气中主要含SO2,如直接排入空气中,一是污染大气,二是浪费原料,所以尾气的回收、净化处理有两方面的原因,不单单是充分利用原料。 答案:A 4.你认为减少酸雨的形成可以采取的措施是(　　) ①少用煤作燃料　②把工厂烟囱造高　③燃料脱硫　④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源 A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤ 解析:酸雨的形成主要是因为大量燃烧含硫的煤产生大量SO2排放到大气中造成的,所以①③⑤能减少酸雨的形成,而把烟囱造高对SO2的产生不影响。在酸化的土壤中加石灰是对酸雨造成的危害的处理,故②④不正确。 答案:C 5.工业制硫酸用硫黄作为原料产生的污染比用黄铁矿小,主要方面是(　　) A.废气 B.废渣 C.废水 D.酸雨 解析:用黄铁矿制硫酸,废渣较多,而用硫黄作为原料,几乎没有废渣,但废气的量没有减少,也会产生废水。 答案:B 6.“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小(直径小于10-7 m),不易沉降(可飘浮数小时甚至数年),它与空气中的SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,使空气酸度增加,“飘尘”所起的主要作用是(　　) A.氧化剂 　B.还原剂 　C.吸附剂 　D.催化剂 解析:空气中SO2、O2接触时,SO2会部分转化为SO3,“飘尘”的作用是催化剂。 答案:D 7.读某城市的城市布局示意图,回答有关问题: ①煤炭基地　②大型硫酸厂　③自来水厂 ④疗养院　⑤大型商场　⑥食品厂　⑦化工厂 ⑧造纸厂　⑨污水处理厂　⑩高等院校 (1)该城市布局是否合理?请分析原因。 (2)图中②处分布大型黄铁矿(主要成分是FeS2)。写出制取二氧化硫、三氧化硫的化学方程式。 (3)工业制硫酸的尾气中还含有少量的二氧化硫,如果排入大气,就会造成环境污染。你认为该企业应该采用什么方法回收、利用尾气中的二氧化硫,写出有关反应的化学方程式。 (4)该市经济发达,每天有大量的汽车排放氮氧化合物、碳氢化合物,以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等,会导致市民心脏出现什么后果?该市应采取哪些措施防治大气污染? 解析:(1)煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理,理由是煤炭基地、大型硫酸厂离消费中心近而化工厂接近原料基地,且在垂直风向的郊外;自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理,自来水厂在河流上游,不受或少受污染,分布在居民区中心地带;造纸厂布局不合理,理由是它位于夏季风的上风地带,且离居民区、高等院校较近,大气污染严重;铁路穿过市区不合理,因为噪声污染、大气污染严重。 (4)心脏供氧不足,心脏收缩性减弱,因而心脏输出量减少。 答案:(1)煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理,自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理。造纸厂布局不合理,铁路穿过市区不合理。 (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+H2O　CaSO3+H2SO4CaSO4+SO2↑+H2O) (4)心脏供氧不足,心脏收缩性减弱,因而心脏输出量减少。该市应采取的措施是:①大力植树造林;②限制大量汽车将碳氢化合物、氮氧化合物排入大气;③采用科学技术对硫酸厂、化工厂、造纸厂、煤炭基地的废气进行回收处理;④创造条件,将造纸厂迁移到远离市区的郊外等等。 8.酸雨能使大片水稻突然枯死,我国每年因酸雨污染都造成大量的经济损失。 (1)酸雨的形成主要是由于空气中含有　　　气体。现取一份雨水,每隔一段时间测定其pH,结果如下: 测定时间/h 0 1 2 4 8 雨水pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55 产生上述结果的原因是 　。 (2)空气中的二氧化硫在烟尘的作用下与氧气结合也能形成酸雨,请写出反应的化学方程式: 　。 (3)请提出两条防治酸雨的措施。 答案:(1)SO2　SO2溶于水形成H2SO3,由于空气中的氧气可以缓慢氧化H2SO3生成H2SO4 ,而硫酸是强酸,故溶液的pH逐渐减小 (2)2SO2+O2+2H2O2H2SO4 (3)①控制空气中SO2和氮氧化物的排放量　②植树造林,净化空气 9.某化工厂以硫黄为主要原料之一生产硫酸,每小时生产98%(质量分数)的硫酸的质量为a t,为使硫充分燃烧,且在下一步催化氧化时不再补充空气,要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。若空气中氧气的体积分数为21%且不考虑各生产阶段的物料损失,则: (1)该厂每小时消耗标准状况下的空气体积为　　　 m3。 (2)为满足题设要求,b%的下限等于　　　。 解析:(1)由硫黄转化为硫酸的化学方程式为: S(s)+O2(g)SO2(g)　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) 氧气和硫酸之间的量的关系为(不计原料损失): 3O2　　~　　2H2SO4 322.4 L 298 g V a106 g98% V(O2)==3.36105a L 则每小时消耗标准状况下的空气为: V(空气)==1.6106a L=1 600a m3 (2)由S(s)+O2(g)SO2(g)可知,在同温同压下,硫黄燃烧前后气体体积不变。 a t 98%的硫酸中H2SO4的物质的量为a10 kmol,则硫黄燃烧生成的SO2的物质的量也为a10 kmol。 根据O2体积守恒,列代数方程: 1 600a m321%=1 600a m3b%+a10 kmol22.4 m3kmol-1 化简得:b%=7% 答案:(1)1 600a　(2)7%