【新教材】高考化學(xué)配套作業(yè)：選修2 專題2 專題3 化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 含解析

《【新教材】高考化學(xué)配套作業(yè)：選修2 專題2 專題3 化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【新教材】高考化學(xué)配套作業(yè)：選修2 專題2 專題3 化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 含解析（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、新教材適用·高考化學(xué) 課時(shí)提升作業(yè)(三十八) (45分鐘　100分) 1.(13分)(NH4)2SO4是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的常見化肥之一,某工廠用石膏、NH3、H2O、CO2制備(NH4)2SO4,首先將石膏磨成粉末制成CaSO4懸濁液,然后按如下工藝流程進(jìn)行生產(chǎn): (1)操作1與操作2的順序能否調(diào)換?　　　　(填“能”或“否”),理由是　 _____________________________________________________。 (2)若已知常溫下CaCO3和CaSO4的溶解度分別為1.5×10-3g和2.1×10-1g,則由此可知CaSO4向CaCO3轉(zhuǎn)化的

2、原因是　 。 (3)判斷操作2通入的是“適量CO2”(非“過量”)的簡單實(shí)驗(yàn)方法是　 _________________________________________________________。 (4)從綠色化學(xué)角度考慮,該工藝流程中應(yīng)增加一個(gè)操作,這個(gè)操作是　　　　 　　　　　　　 。 (5)豆腐是日常食品之一,它的制作過程中使用了石膏或鹽鹵,其中包含的化學(xué)原理是　

3、 。 2.(16分)纖維素是自然界最為豐富的可再生的天然高分子資源。 (1)纖維素可制備用于紡織、造紙等的黏膠纖維[成分是(C6H10O5)n],生產(chǎn)過程涉及多個(gè)化學(xué)反應(yīng)。工藝簡圖如下: 近來,化學(xué)家開發(fā)了一種使用NMMO加工纖維素的新方法,產(chǎn)品“Lyocell纖維”成分也是(C6H10O5)n。工藝流程如圖所示: ①“Lyocell纖維”工藝流程中,可充分循環(huán)利用的物質(zhì)是　　　　。 ②與“Lyocell纖維”工藝相比,黏膠纖維工藝中會產(chǎn)生含有　　　　(只填非金屬元素符號)的廢物,并由此增加了生產(chǎn)成本。 ③“Lyocell纖維”被譽(yù)為“21世紀(jì)

4、的綠色纖維”,原因是___________________ 　　　　　　　　　　　　。 (2)“Lyocell纖維”工藝流程中的NMMO可按如下路線制備(反應(yīng)條件均省略): 其中,化合物Ⅰ可三聚為最簡單的芳香烴,化合物Ⅱ可使溴水褪色。 ①化合物Ⅰ也可聚合為在一定條件下具有導(dǎo)電性的高分子化合物,該高分子化合物的化學(xué)式為　　　　 。 ②化合物Ⅱ與氧氣反應(yīng)的原子利用率達(dá)100%,其化學(xué)方程式為_______________ 　　　　　　　　　　　　　。 ③關(guān)于化合物Ⅲ、Ⅳ的說法正確的是　　 (填代號)。 A.都

5、可發(fā)生酯化反應(yīng)　 B.Ⅲ可被氧化,Ⅳ不可被氧化 C.都溶于水　 D.Ⅲ可與鈉反應(yīng),Ⅳ不可與鈉反應(yīng) E.Ⅲ是乙醇的同系物 F.Ⅲ可由鹵代烴的取代反應(yīng)制備 ④寫出合成NMMO最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　。 3.(8分)目前,我國采用“接觸法”制硫酸,設(shè)備如圖所示: (1)圖中設(shè)備A的名稱是　　　　　　　,該設(shè)備中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　 。 (2)有關(guān)接觸法制硫酸的下列說法中,不正確的是　　　　　　　。 A.二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生 B.吸收塔

6、用濃度為98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫 C.煅燒含硫48%的黃鐵礦時(shí),若FeS2損失了2%,則S損失2% D.B裝置中反應(yīng)的條件之一為較高溫度是為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率 E.硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時(shí)放出的熱量 (3)科研工作者開發(fā)了制備SO2,再用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸的方法,裝置如圖。為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn),硫酸的濃度應(yīng)維持不變,則通入的SO2和水的質(zhì)量比為　　　　　。 4.(18分)制取硝酸銨的流程圖如下: 請回答下列問題: (1)合成氨的原料通常來自　 。 (2)已

7、知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。 請解釋: ①可逆反應(yīng)　 。 ②為有效提高氨的產(chǎn)率,實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施是______________________ ? 　。 (3)氨催化氧化的化學(xué)方程式為　 , 鉑-銠合金網(wǎng)作用　　　　　　　　　　　　,鉑-銠合

8、金網(wǎng)未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是? 。 (4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物,如何消除它們對大氣的污染?寫出化學(xué)反應(yīng)方程式? 　 。 (5)硝酸銨的兩種主要用途是　 。 (6)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中,將平均相對分

9、子質(zhì)量為8.5的H2和N2混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測出平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量為10,試求此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)。 5.(15分)(2013·紹興模擬)對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。 (1)以下為鋁材表面處理的一種方法: ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時(shí)常有氣泡冒出,原因是　　　 　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的　　　　。 a.NH3　　 b.CO2　　 c.NaOH　　 d.HNO3 ②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成

10、氧化膜,陽極電極反應(yīng)式為 　 。 電解后的鋁材需氨洗的目的是　 。 陽極氧化膜中有微孔,需進(jìn)行封孔,封孔的操作方法是______________________ 　 。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因是　 _______________

11、_____________________________________。 (3)利用如圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)該置于　　　　 處。 若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為　　　　 。 6.(15分)CO2、SO2、NOx是對環(huán)境影響較大的氣體,控制和治理CO2、SO2、NOx是解決溫室效應(yīng)、減少酸雨和光化學(xué)煙霧的有效途徑。 (1)下列措施中,有利于降低大氣中的CO2、SO2、NOx濃度的有　　　　(填字母)。 a.減少化石燃料的使用,開發(fā)新能源 b.使用無氟冰箱,減少氟

12、利昂排放 c.多步行或乘公交車,少用專車或私家車 d.將工業(yè)廢氣用堿液吸收后再排放 (2)①汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2與NOx等物質(zhì))是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。反應(yīng)方程式為2CO+2NO2CO2+N2。它的優(yōu)點(diǎn)是? 　 。 ②硫酸廠的SO2尾氣用過量的氨水吸收,對SO2可進(jìn)行回收及重新利用,反應(yīng)的化學(xué)方程式為?

13、 、　 。 ③新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO2,再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO2外,還能得到一種復(fù)合肥料,該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為:　　　　(只要求寫一種)。 7.(15分)(能力挑戰(zhàn)題)高溫裂解法處理工業(yè)廢硫酸工藝流程圖如下: 廢硫酸高溫裂解的基本原理可用下列方程按兩個(gè)階段進(jìn)行 H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g) ΔH1=+176 kJ·mol-1① 2SO3(g) 2SO2(g)+ O2(g) ΔH2=+196 kJ·mol-1② 為研究廢硫酸的

14、霧化和裂解情況,有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 霧化后廢硫酸液滴直徑 廢硫酸完全裂解所需時(shí)間 普通霧化器 800μm～1 200μm 10 s以上 旋轉(zhuǎn)式霧化器 600μm～850μm 8 s～10 s 壓縮風(fēng)霧化器 400μm～650μm 6 s～7 s 超聲波霧化器 100μm～300μm 3.5 s～5 s (1)由上表數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是? 　 ; (2)廢硫酸裂解成SO2總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為?

15、 　 ; (3)在催化氧化室中發(fā)生反應(yīng): 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1 ①某溫度時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3.5,平衡后再充入一定量氣體測得100 L的恒容密閉容器中含有3.0 mol SO2,16.0 mol O2和3.0 mol SO3(g),此時(shí)平衡? ______________________________________________(填“向正反

16、應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動; ②上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2的物質(zhì)的量比原來減小的是　　　　(填字母); A.保持溫度和容器體積不變,充入1.0 mol O2 B.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入3.0 mol N2 C.降低溫度 D.在其他條件不變時(shí),縮小容器的容積 (4)尾氣SO2用飽和Na2SO3溶液吸收可得到一種化工原料,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 ; (5)科學(xué)家研究出如圖所示裝置,用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸的新工藝,其陽極的電極反應(yīng)式為　

17、 , 總反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。 答案解析 1.【解析】(1)先通入氨氣的目的是使溶液顯弱堿性,這樣有利于二氧化碳的溶解吸收。(2)在溶液中溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。(3)若通入的二氧化碳過量,則溶液中會有Ca(HCO3)2生成,此時(shí)加NaOH會析出碳酸鈣沉淀。(4)原料的循環(huán)利用是工業(yè)節(jié)能減排的有效方法之一。(5)豆腐的制作利用了膠體的聚沉。 答案:(1)否　中性條件下CO2的溶解度很小,不能把CaS

18、O4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3 (2)由CaSO4向CaCO3的轉(zhuǎn)化過程中并存著兩個(gè)沉淀溶解平衡:CaSO4(s) Ca2++SO42-,Ca2++CO32-CaCO3(s),隨著CO2的通入,CO32-的濃度增大,平衡向CaSO4溶解和CaCO3沉淀生成的方向移動,即溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀 (3)取少量濾液至試管中,加入少量NaOH溶液,若無渾濁出現(xiàn)則證明操作2通入的是“適量CO2” (4)將提純(NH4)2SO4后的濾液用于制CaSO4懸濁液 (5)膠體中加入電解質(zhì),膠體發(fā)生聚沉 2.【解析】(1)由工藝流程可知,NMMO被循環(huán)利用。比較兩個(gè)生產(chǎn)流程可知在黏膠纖維的生產(chǎn)過

19、程中會產(chǎn)生含硫、含氯的廢物,從而增加了生產(chǎn)成本,并可能由此產(chǎn)生環(huán)境污染。而新工藝不會產(chǎn)生污染物,且纖維素原料可以再生,故稱為“21世紀(jì)綠色纖維”。 (2)最簡單的芳香烴為苯,則三聚為苯的烴必為乙炔,其聚合成為高分子化合物的化學(xué)方程式為:nCH≡CH􀰷CH＝CH;化合物Ⅱ?yàn)橐蚁?欲使其與O2反應(yīng),原子利用率為100%,只有發(fā)生加成反應(yīng)即2CH2＝CH2+O2。據(jù)Ⅲ、Ⅳ的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不難推知它們所具有的性質(zhì)。 答案:(1)①NMMO　②S、Cl?、坌鹿に嚟h(huán)境污染小,纖維素原料可再生　 (2)① ②2CH2＝CH2+O2 ③A、C、F ④+H2O2+H2O 3.【解析

20、】(1)“接觸法”制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生的反應(yīng)方程式為4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3,接觸室中的反應(yīng)方程式為2SO2+O22SO3,吸收塔中的方程式為SO3+H2O====H2SO4。 (2)由于SO3與水反應(yīng)時(shí)易形成酸霧,所以常用98.3%的濃硫酸作吸收劑。由于SO2氧化成SO3為放熱反應(yīng),升高溫度有利于提高化學(xué)反應(yīng)速率,不利于提高SO2轉(zhuǎn)化率,接觸室中的熱交換器是將SO2氧化成SO3放出的熱量來預(yù)熱SO2,實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。 (3)發(fā)生反應(yīng)的方程式為2SO2+O2+2H2O====2H2SO4,設(shè)通入SO2與水的質(zhì)量比為x∶y,則反應(yīng)后生成的H

21、2SO4與H2O的質(zhì)量比一定為1∶1,則x64×98y-x64×18=11,整理得xy=1629。 答案:(1)沸騰爐　4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2)D、E　(3)16∶29 4.【解析】(1)氮?dú)獾膩碓词强諝?而氫氣來源于燃料(煤、石油產(chǎn)品等)與水反應(yīng)的產(chǎn)物。 (2)①可逆反應(yīng)是指在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng);②為提高合成氨的產(chǎn)率,可采取增壓、適當(dāng)溫度和使用鐵觸媒等措施。 (3)氨的催化氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng),故鉑-銠合金網(wǎng)雖未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)。 (4)氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。 (6) 設(shè)混合氣體的物質(zhì)的量為4 m

22、ol,平均相對分子質(zhì)量與氣體的物質(zhì)的量成反比,設(shè)反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量為xmol,則有:8.510=x4,x=3.4,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量差值為0.6 mol,設(shè)反應(yīng)消耗N2的物質(zhì)的量為ymol,生成氨的物質(zhì)的量為zmol,則有: N2　+　3H2　2NH3　物質(zhì)的量之差 1 2 2 y z 0.6 y=0.3　z=0.6, N2的轉(zhuǎn)化率為0.31×100%=30%; 氨的體積分?jǐn)?shù)為0.63.4×100%=17.6%。 答案:(1)N2取自于空氣,H2可來自于煤氣 (2)①在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向

23、逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫做可逆反應(yīng)　②增壓、適當(dāng)溫度和使用鐵觸媒等 (3)4NH3+5O24NO+6H2O　催化作用　氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng),保證Pt-Rh合金網(wǎng)達(dá)到一定溫度而不必預(yù)熱 (4)可用堿溶液吸收氮的氧化物:NO+NO2+2NaOH====2NaNO2+H2O (5)NH4NO3可做化肥和炸藥　(6)30%　17.6% 5.【解析】(1)①冒氣泡的原因是Al與NaOH溶液反應(yīng),化學(xué)方程式為:2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑; 使AlO2-生成沉淀,最好是通入CO2,若加HNO3,過量時(shí)沉淀容易溶解。 ②電解過程中,陽極Al失去電子生成Al2O3

24、,因此電極反應(yīng)為2Al+3H2O-6e-====Al2O3+6H+。由于電解過程是在H2SO4溶液中進(jìn)行,因此氨洗是為了除去鋁材表面的酸溶液。 (2)電鍍時(shí),陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+,以補(bǔ)充溶液中的Cu2+。 (3)鐵被保護(hù),可以是作原電池的正極,或者電解池的陰極,故若X為碳棒,開關(guān)K應(yīng)置于N處,Fe作陰極受到保護(hù);若X為鋅,開關(guān)K置于M處,鐵作正極,鋅作負(fù)極,稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。 答案:(1)①2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑　b ②2Al+3H2O-6e-====Al2O3+6H+　中和表面的酸溶液　將鋁材放在沸水中浸煮5分鐘 (2)陽極

25、Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+ (3)N　犧牲陽極的陰極保護(hù)法 6.【解析】(1)氟利昂的排放主要是造成臭氧層的破壞,減少其排放不能降低大氣中的CO2、SO2、NOx的濃度。(2)①分析汽車尾氣“催化轉(zhuǎn)換器”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以得出:將尾氣中的CO和NO轉(zhuǎn)化成無毒、無污染且參與大氣環(huán)境循環(huán)的N2和CO2。②SO2尾氣用過量的氨水吸收,先發(fā)生反應(yīng):SO2+H2O+2NH3====(NH4)2SO3;后用稀硫酸與(NH4)2SO3反應(yīng)回收SO2:(NH4)2SO3+H2SO4====(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。③新型氨法煙氣脫硫技術(shù)是用磷酸代替稀硫酸,則得到的復(fù)合肥料應(yīng)是(N

26、H4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4]。 答案:(1)a、c、d (2)①使CO與NO反應(yīng),生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體 ②SO2+H2O+2NH3====(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4====(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ③(NH4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4] 7.【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)得出,廢硫酸液滴直徑越小,完全裂解所需時(shí)間越短,即裂解速率越快。 (2)由題目中 H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g) ΔH1=+176 kJ·mol-1① 2SO3(g)2SO2(g)+ O2(g)

27、 ΔH2=+196 kJ·mol-1② ①×2+②得 2H2SO4(l)====2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=ΔH1×2+ΔH2=+548 kJ·mol-1 (3)①再充入一定量氣體時(shí),c(SO2)=0.030 mol·L-1, c(O2)=0.160 mol·L-1,c(SO3)=0.030 mol·L-1, 則c2(SO3)c2(SO2)·c(O2) =(0.030mol·L-1)2(0.030mol·L-1)2×0.160mol·L-1 =10016L·mol-1>K, 故平衡向逆反應(yīng)方向移動。 ②A項(xiàng),平衡右移,SO2的物質(zhì)的量減小;B項(xiàng),保持

28、溫度和壓強(qiáng)不變,再充入 3.0 mol N2,需要增大體積,SO2、O2、SO3的濃度均降低,相當(dāng)于減壓,故平衡左移;C項(xiàng),平衡右移;D項(xiàng),加壓,平衡右移。 (4)化學(xué)反應(yīng)方程式為:SO2+H2O+Na2SO3====2NaHSO3。 (5)陽極反應(yīng)失去電子,故電極反應(yīng)式為:SO2+2H2O-2e-====SO42-+4H+ 陰極反應(yīng)得到電子,電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-====4OH-,由此得出總反應(yīng)。 答案:(1)廢硫酸液滴直徑越小裂解速率越快(其他合理答案也可) (2)2H2SO4(l)====2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+548 kJ·mol-1 (3)①向逆反應(yīng)方向　②A、C、D (4)SO2+H2O+Na2SO3====2NaHSO3 (5)SO2-2e-+2H2O====SO42-+ 4H+ 2SO2+O2+2H2O====2H2SO4