[化学——选修2：化学与技术]硫酸是工业生产中重要的产品之一，在很多领域都有重要用途。回答...

[化学——选修2：化学与技术]

硫酸是工业生产中重要的产品之一，在很多领域都有重要用途。回答下列问题：

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为_________________；该反应在___________________(填设备名称)中进行。

（2）为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，可采用在有多层催化剂且有热交换器的______(填设备名称)中进行反应。在如图所示的装置中，C处流出的气体有_______(填设备名称)中用______吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。

（3）实验测得：SO2生成SO3的转化率与温度、压强的关系如下表所示。已知400～600℃催化剂的催化效果较好，结合生产实际，选择最合适的生产条件是___________。

（4）欲提高SO2的反应速率和转化率，下列措施可行的是__________(填选项字母)。

A．向装置中通入氮气且保持体积不变　　 B．向装置中通入稍过量氧气且保持体积不变

C．添加更多的催化剂　　　　　　　　　　　 D．降低温度，及时转移SO3

（5）吸收塔排出的尾气中，若SO2的含量超过500L·L-1，就要加以处理，处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，用足量氨水吸收尾气中SO2的化学方程式为__________________________________。

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选考题[化学—选修2：化学与技术]（15分）

硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　 ，该反应在　　　　 中进行（填仪器名称）。

(2)为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，采用了多层催化剂且有热交换器的　　　　　　　　 (填仪器名称)中进行反应。在如图所示的装置中，C处流出的气体有　　　　　　　　　 ；SO3进入　　　　　 （填仪器名称）用　　　　　　　　 吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。

（3）实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，

结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是　　　　　　　　　　 。

（4）现在欲提高SO2的反应速率和转化率，下列措施可行的是　　　　　　 。

A、向装置中通入氮气且保持体积不变　　

B、向装置中通入氧气且保持体积不变

C、添加更多的催化剂　　　　　　　　　　　

D、降低温度，及时转移SO3

（5）由吸收塔排出的尾气中有SO2的含量如果超过500μL/ L，就要加以处理后才能排出，处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式　　　　　　　　　　 。

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[化学—选修2：化学与技术]（15分）

硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到硫酸，如橡胶的硫化、表面活性剂“烷基苯硫酸钠”的合成，铅蓄电池的生产等。工业上生产硫酸的流程图如下：

请回答下列问题

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，已知1g完全燃烧放出7.2kJ的热量燃烧反应的热化学方程式_______　　　　　　 ______。

（2）为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，采用在具有多层催化剂且又热交换的________(填仪器名称)中进行反应。在如图Ⅰ所示的装置中， A处气体进入装置前需净化的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）精制炉气（含有体积分数为7%、O2为11%、N2为82%）中平衡 转化率与温度及压强关系如图2所示、在实际生产中，催化氧化反应的条件选择常压、左右（对应图中A点）：而没有选择转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是：　　　　 、　　　　 。

（4）已知：焙烧明矾的化学方程式4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O。

焙烧711t明矾（M=474g/mol），若 的利用率为95%，可生产质量分数为98%的硫酸　　　 t。（结果保留小数点后一位）

（5）除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是　　　　　　

A．向装置中通入氮气且保持体积不变

B．向装置中通入氧气且保持体积不变

C．添加更多的催化剂

D．降低温度，及时转移SO3

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【化学选修2：化学与技术】（15分）火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：

（1）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面_　　　　　 （可多选）

A．橡胶的硫化

B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成

C．铅蓄电池的生产

D．过磷酸钙的制备

（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装______　　　　 （填设备名称）。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是 　　　　　　　　　　 ．

（3）如果进入接触室的混合气（含SO2体积分数为7％、O2为11％、N2为82％）中SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃ ，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是_______　　 ；　　　　　　 。

（4）为使硫黄充分燃烧，经流量计l通入燃烧室的氧气过量50％；为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍；则生产过程中流经流量计l和流量计2的空气体积比应为　　　 。假设接触室中SO2的转化率为95％，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为　　　 　　 （空气中氧气的体积分数按0.2计），

（5）工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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（12分）【化学—化学与技术】

硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。

（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为　　　　　　　　 ，该反应在　　　　　　 中进行（填设备名称）。

（2）为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，采用了多层催化剂且有热交换器的　　　　　　　　　　　　 （填设备名称）中进行反应。在如图所示的装置中，C处流出的气体有　　　　　　　　 ；SO3进入　　　　　　　　 （填设备名称）用____　　　 吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。

（3）实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是　　　　　　　　　　　　 。

（4）吸收塔排出的尾气中SO2的含量如果超过500L/L，就要加以处理后才能排出，处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式　　　　

　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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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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【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题：

（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为　　　　 。N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序

为　　　　　　 （填元素符号）。

②Cu(NH3)4SO4中所含的化学键有　　　　　　 。

（2）铜锰氧化物（CuMn2O4）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）。根据等电子体原理，CO分子的结构式为　　　　　　 。

（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图1所示），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为　　　　　 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，则另一种化合物的化学式为　　　　　　 。

（4）Cu2O晶胞结构如图2所示，该晶胞的边长为a cm，则Cu2O的密度为　　　 g·cm－3（用NA表示阿伏加德罗常数的数值）。

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（化学——选修3：物质结构与性质）

镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题：

(1)基态 Ni 原子中，电子填充的能量最高的能级符号为______，价层电子排布式为________。

(2)Ni(CO)4 常用作制备高纯镍粉，其熔点为－19.3 ℃， 沸点为 43 ℃。则：

①Ni(CO)4 的熔、沸点较低的原因为________。

②写出一种与CO 互为等电子体的分子的化学式________。

③Ni(CO)4中 σ 键和 π 键的数目之比为________。

(3)NiSO4 常用于电镀工业，其中 SO42－的中心原子的杂化轨道类型为________，该离子中杂化轨道的作用是________。

(4)氧化镍和氯化钠的晶体结构相同，可看成镍离子替换钠离子，氧离子替换氯离子。 则：

①镍离子的配位数为________。

②天然的和人工合成的氧化镍常存在各种缺陷，某缺陷氧化镍的组成为Ni0.97O（相对分子质量为73）， 其中 Ni 元素只有＋2 和＋3 两种价态， 两种价态的镍离子数目之比为________；若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为 ρ g·cm-3，则该晶胞中最近的 O2－之间的距离为________pm（列出表达式）。

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【化学—选修2：化学与技术】（15分）化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证。氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 ΔH=-92.4kJ/mol。在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ。其原因是___________________________________________________________。

（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式：___________________________，　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 。

（3）设备B的名称________________，其中m和n是两个通水口，入水口是　　 　 （填“m”或“n”），不宜从相反方向通水的原因_________________________________。

（4）设备C的作用是____________________________________________________。

（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是_________________________________________________________________________________；

与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是________________________________________。

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＝－92.4 kJ/mol。在该温度时，取1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4 kJ。其原因是______________。

（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式：　　　　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）设备B的名称是________，其中m和n是两个通水口，入水口是　　　　　 （填“m”或“n”），不宜从相反方向通水的原因　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）设备C的作用是　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是　　　　　　　　　 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是　　 　 　　 　　　　　　 。

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