[化学——化学与技术] （15分）硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中...

[化学——化学与技术] （15分）

硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题：

（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在________的郊区（填标号）；

A．有丰富黄铁矿资源的城市                          B．风光秀丽的旅游城市

C．消耗硫酸甚多的工业城市                          D．人口稠密的文化、商业中心城市

（2）CuFeS₂ 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS₂ 转化为CuO、Fe₂O₃ 和SO₂，该反应的化学方程式为 。

（3）为提高SO₃吸收率，实际生产中通常用________吸收SO₃。

（4）已知反应2SO₂+O₂ 2SO₃  △H <0，现将0．050mol SO₂和0．030mol O₂充入容积为1L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%，则该条件下SO ₂的转化率为________；该条件下的平衡常数为__________。

（5）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe₂O₃、CuO、CuSO₄（由CuO与SO₃ 在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）

已知CuSO₄ 在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO₄ 的质量分数随温度升高而降低的原因________。

（6）在硫酸工业尾气中，SO₂是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用

________（填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO₂和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式________。

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【化学——选修化学与技术】  （15分）

硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题：

（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料，以硫黄为原料的优点是________。

（2）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％；O₂1l％；N₂ 82％）；

利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是：温度________℃，

压强________MPa。

（3）选择适宜的催化剂，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）在催化反应室中设有热交换装置，以下叙述与热交换装置的作用有关的是________（填写序号）。

A．保护环境。防止空气污染         B．充分利用热量，降低生产成本

C．升高温度，提高SO₂的转化率  D．防止催化剂中毒

（6）在硫酸工业尾气中，SO₂是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用

________（填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO₂和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式________。

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硫及其化合物广泛分布于自然界中，硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位，运用相关原理回答下列问题：

（1）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有_______（填序号）。

A．矿石加入沸腾护之前先粉碎　　

B．使用V2O5作催化剂

C．接触室中不使用很高的温度　　

D．净化后炉气中要有过量的空气

E．接触氧化在常压下进行　　　　　

（2）若实验室在537℃、1.01×105Pa和催化剂存在条件下，向某密闭容器中充入2mol SO2和2mol O2，此时体积为10L，在温度和压强不变条件下20分钟后反应达到平衡，SO3体积分数为0.5。

①该温度下，从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是_______；

②该温度下，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数的值为_______________。

（3）工业上冶炼铜主要以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料，经过多歩反应将铜元素还原为铜。其中有一步为：2Cu2S+3O2(g) === 2Cu2O+2SO2。试从反应的自发性判断此反应的ΔH________0 (填“＞”、“＝”或“＜”)。

（4）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图，是电解产生多硫化物的实验装置：

①已知阳极的反应为：(x+1)S2－=== Sx+S2－+2xe－，则阴极的电极反应式是：__________。当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为_________（标准状况下）。

②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子方程式表示）：____________。溶液中离子浓度由大到小的顺序____________。

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硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题：

（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在________________________________________郊

区（填标号）；

A．有丰富黄铁矿资源的城市    B．风光秀丽的旅游城市

C．消耗硫酸甚多的工业城市    D．人口稠密的文化、商业中心城市

（2）CuFeS2 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2 转化为CuO、Fe2O3和SO2，

该反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）为提高SO3吸收率，实际生产中通常用 ________________________________________________________  吸收SO3。

（4）已知反应2SO2+O2SO3  △H <0，现将0．050mol SO2和0．030mol O2

充入容积为1L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得反应后容器压

强缩小到原来压强的75%，则该条件下SO2的转化率为________；该条件下的

平衡常数为__________。

（5）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3 在

沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）

已知CuSO4 在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随

温度升高而降低的原因 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________  。

（6）在硫酸工业尾气中，SO2是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方

法可用________________________________________________ （填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO2和一种生产

水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。

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【化学——选修2化学与技术】硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。

（1）工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2，其中硫元素的化合物为　　　　　　 。

（2）硫酸的最大消费渠道是化肥工业，用硫酸制造的常见化肥有　　　　　 (任写一种)。

（3）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有　　　　　　 (填写序号)。

A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎　　　　　 B．使用V2O5作催化剂

C．转化器中使用适宜的温度　　　　　　 D．净化后的炉气中要有过量的空气

E．催化氧化在常压下进行　　　　　　　　 F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3

（4）在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：

2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　 ΔH＝－98.3 kJ·mol－1

在实际工业生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO2分离后，将未转化的SO2进行二次转化，假若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为　　　　　　　　　 。

（5）硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔))。

①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。

____________________________________________________________________。

②工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（6）实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O)，聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m，制备过程如图所示，下列说法正确的是　　　　　　　　　 。

A．炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为：4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O

B．气体M的成分是SO2，通入双氧水得到硫酸，可循环使用

C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾

D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大

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硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。

(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业，用硫酸制造的常见化肥有________(任写一种)。

(2)硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有________(填写序号)。

A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎

B．使用V2O5作催化剂

C．转化器中使用适宜的温度

D．净化后的炉气中要有过量的空气

E．催化氧化在常压下进行

F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3

(3)在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。在实际工业生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO2分离后，将未转化的SO2进行二次转化，假若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为________。

(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔)。

①三个设备分别使反应物之间或冷热气体之间进行“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。______________________________。

②工业生产中常用氨－酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)________________________

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硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。

（1）工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2，其中硫元素的化合物为　　　　　　 。

（2）硫酸的最大消费渠道是化肥工业，用硫酸制造的常见化肥有　　　　　 (任写一种)。

（3）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有　　　　　　 (填写序号)。

A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎　　　　　 B．使用V2O5作催化剂

C．转化器中使用适宜的温度　　　　　　 D．净化后的炉气中要有过量的空气

E．催化氧化在常压下进行　　　　　　　　 F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3

（4）在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：

2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1

在实际工业生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO2分离后，将未转化的SO2进行二次转化，假若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为　　　　　　　　　 。

（5）硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔))。

①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。____________________________________________________________________。

②工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（6）实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O)，聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m，制备过程如图所示，下列说法正确的是　　　　　　　　　 。

A．炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为：4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O

B．气体M的成分是SO2，通入双氧水得到硫酸，可循环使用

C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾

D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大

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催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，主要涉及过渡元素及其化合物、硅、铝化合物等。中国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单铁中心催化剂，成功地实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品。

(1)硅、碳位于同一主族，用“>”“<”或“＝”填空：

(2)CN－能与Fe3＋形成配合物，与CN－互为等电子体的分子有_____________(任写一种)；1mol[Fe(CN)6]3－中含____________mol σ键。

(3)已知：反应2CH4CH2＝CH2＋2H2，碳原子的杂化类型转化过程为___________；

(4)聚四氟乙烯是一种准晶体，准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过___________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(5)基态F原子的价层电子排布图为___________。

(6)[H2F]＋[SbF6]－(氟锑酸)是一种超强酸，存在[H2F]＋，该离子的空间构型为____________。

(7)CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电；CuF的熔点为908℃，密度为7.1g·cm－3。

①CuF的熔点比CuCl的高，原因是____________________________________________。

②已知NA为阿伏加德罗常数的值，CuF的晶胞结构如图所示，则CuF的晶胞参数a＝__________nm(列出计算式)。

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