2019-2020年高中化學第1單元走進化學工業(yè)課題1化工生產(chǎn)過程中的基本問題第2課時作業(yè)新人教版.doc

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2019-2020年高中化學第1單元走進化學工業(yè)課題1化工生產(chǎn)過程中的基本問題第2課時作業(yè)新人教版 一、三廢處理 1.治理“三廢”,保護環(huán)境,最主要的方法是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A.減少污染嚴重的工廠 B.把“三廢”深埋 C.提高認識 D.變廢為寶,綜合利用 解析:對“三廢”處理,最好是變廢為寶,節(jié)約資源,綜合利用。 答案:D 2.在催化反應(yīng)室中裝有熱交換裝置,采用熱交換裝置的好處是(　　) ①充分利用熱量,降低能耗?、诖偈蛊胶庀蛘磻?yīng)方向移動,提高產(chǎn)率?、蹨p少熱量對環(huán)境的污染　④提高最終產(chǎn)品的純度 A.① B.①② C.①②③ D.①②③④ 解析:使用熱交換裝置能充分利用熱能,減少熱量散失對環(huán)境造成的污染。由于SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度降低有利于平衡向正反應(yīng)方向移動,提高SO2的利用率。 答案:C 3.工業(yè)生產(chǎn)硫酸的過程中,對廢氣、廢液、廢渣和“廢熱”的處理正確的是(　　) ①尾氣可用氨水處理　②污水可用石灰乳處理 ③廢渣可用來制造水泥、煉鐵?、茉O(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生水蒸氣,供熱或發(fā)電 A.①② B.①③④ C.①②③ D.①②③④ 解析:硫酸廠尾氣中含有SO2,可用氨水吸收處理;廢水中的硫酸常用石灰乳中和;廢渣中含有SiO2、Fe2O3等,可用于制水泥、煉鐵;由于硫酸生產(chǎn)中的三個反應(yīng)都是放熱反應(yīng),可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱量來降低生產(chǎn)成本。 答案:D 4.城市環(huán)境污染是當前突出的環(huán)境問題。如圖中甲所示,X河流經(jīng)某工業(yè)城市,其中a處在上游,附近有豐富的黃鐵礦資源,d處在下游,有多個企業(yè)以硫酸為原料。根據(jù)某月該市環(huán)保局監(jiān)測站對X河水質(zhì)檢測的結(jié)果,繪制成圖乙。根據(jù)甲、乙兩圖,判斷下列說法錯誤的是(　　) A.該市建設(shè)硫酸廠時,綜合考慮諸多因素選址在b處最合理 B.造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段 C.工業(yè)、生活污水和固體廢棄物等是造成X河污染的污染源 D.d處污染程度減小,可能是某些污染物的離子發(fā)生反應(yīng)所致 解析:硫酸廠的廠址應(yīng)建在河的下游,即d處,A項錯;從乙圖看,bc段的污染程度很大,是市區(qū)中的生活污水引起的,d處位于下游,但其污染程度很小,則可能是因為污染物的離子相互發(fā)生反應(yīng),導致污染程度降低了。 答案:A 二、能量的綜合利用 5.工業(yè)制硫酸的催化反應(yīng)室里有一個熱交換裝置,有關(guān)它的下列說法正確的是(　　) A.其主要作用是給催化劑加熱 B.其作用是把生成的熱量傳遞給需要預熱的混合氣體,并將反應(yīng)后生成的氣體冷卻 C.為了充分利用余熱,使冷水經(jīng)過熱交換裝置,從而得到熱水 D.進行熱量傳遞時,冷、熱氣體流向相同 解析:催化反應(yīng)室中的熱交換裝置是在每兩層催化劑的中間,因此起不到給催化劑加熱的作用,熱交換裝置管內(nèi)和管外流動的均是氣體,且采用的是逆流(即氣體流向相反)形式。 答案:B 6.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,為了利于SO2的轉(zhuǎn)化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的催化反應(yīng)室(如圖)。下列有關(guān)說法中錯誤的是(　　) A.上端進入的氣體溫度較高,下端出來的氣體溫度較低 B.預熱含有SO2的混合氣體,有利于催化氧化 C.A處流出的氣體為SO2和O2 D.預熱SO3,有利于被濃硫酸吸收 解析:干燥的SO2與O2發(fā)生化學反應(yīng)的有利條件是催化劑和400~500 ℃的溫度,在通常狀況下基本不發(fā)生反應(yīng),即使在加熱的條件下,也基本上不發(fā)生反應(yīng)。從熱交換裝置左側(cè)進入熱交換裝置的SO2與O2的混合氣體,在熱交換裝置內(nèi)只是被加熱升高溫度,沒有與催化劑接觸,基本上沒有SO3生成。從熱交換裝置內(nèi)出來的熱的SO2與O2的混合氣體,進入催化反應(yīng)室內(nèi)的催化劑區(qū)域后,發(fā)生可逆反應(yīng)生成SO3,并放出大量的熱,SO3溫度過高不易被吸收,所以下端出來的氣體溫度較低。 答案:D (建議用時:30分鐘) 　 　　 　　　　　　　 　　　 1.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸,回收尾氣,選用的試劑是(　　) A.氨水 B.NaOH C.稀硫酸 D.濃硫酸 答案:A 2.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述中正確的是(　　) A.催化劑V2O5不改變該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率 B.增大體系壓強,反應(yīng)速率一定增大 C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達到平衡的時間 D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別為c1、c2,則t1~t2時間內(nèi),SO3(g)的生成速率為v= 解析:催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率,A錯;若維持溫度、密閉容器的容積恒定,充入“惰性氣體”使壓強增大,反應(yīng)速率不增大,B錯;降低溫度,反應(yīng)速率減慢,達到平衡所需的時間增長,C錯;D對。 答案:D 3.下列說法中,不正確的是(　　) A.硫酸工業(yè)的尾氣必須回收、凈化處理,主要為了充分利用原料 B.所謂“酸雨”,主要含有硫的氧化物以及形成的硫酸及亞硫酸 C.大氣中,大量的SO2來源于煤和石油的燃燒、金屬礦石的冶煉 D.消除大氣污染的主要方法之一是減少污染物的排放 解析:硫酸工業(yè)尾氣中主要含SO2,如直接排入空氣中,一是污染大氣,二是浪費原料,所以尾氣的回收、凈化處理有兩方面的原因,不單單是充分利用原料。 答案:A 4.你認為減少酸雨的形成可以采取的措施是(　　) ①少用煤作燃料?、诎压S煙囪造高?、廴剂厦摿颉、茉谝阉峄耐寥乐屑邮摇、蓍_發(fā)新能源 A.①②③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤ 解析:酸雨的形成主要是因為大量燃燒含硫的煤產(chǎn)生大量SO2排放到大氣中造成的,所以①③⑤能減少酸雨的形成,而把煙囪造高對SO2的產(chǎn)生不影響。在酸化的土壤中加石灰是對酸雨造成的危害的處理,故②④不正確。 答案:C 5.工業(yè)制硫酸用硫黃作為原料產(chǎn)生的污染比用黃鐵礦小,主要方面是(　　) A.廢氣 B.廢渣 C.廢水 D.酸雨 解析:用黃鐵礦制硫酸,廢渣較多,而用硫黃作為原料,幾乎沒有廢渣,但廢氣的量沒有減少,也會產(chǎn)生廢水。 答案:B 6.“飄塵”是物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生的粒狀飄浮物,顆粒很小(直徑小于10-7 m),不易沉降(可飄浮數(shù)小時甚至數(shù)年),它與空氣中的SO2、O2接觸時,SO2會部分轉(zhuǎn)化為SO3,使空氣酸度增加,“飄塵”所起的主要作用是(　　) A.氧化劑 　B.還原劑 　C.吸附劑 　D.催化劑 解析:空氣中SO2、O2接觸時,SO2會部分轉(zhuǎn)化為SO3,“飄塵”的作用是催化劑。 答案:D 7.讀某城市的城市布局示意圖,回答有關(guān)問題: ①煤炭基地　②大型硫酸廠?、圩詠硭畯S ④療養(yǎng)院?、荽笮蜕虉觥、奘称窂S　⑦化工廠 ⑧造紙廠?、嵛鬯幚韽S　⑩高等院校 (1)該城市布局是否合理?請分析原因。 (2)圖中②處分布大型黃鐵礦(主要成分是FeS2)。寫出制取二氧化硫、三氧化硫的化學方程式。 (3)工業(yè)制硫酸的尾氣中還含有少量的二氧化硫,如果排入大氣,就會造成環(huán)境污染。你認為該企業(yè)應(yīng)該采用什么方法回收、利用尾氣中的二氧化硫,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。 (4)該市經(jīng)濟發(fā)達,每天有大量的汽車排放氮氧化合物、碳氫化合物,以及企業(yè)、家庭爐灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等,會導致市民心臟出現(xiàn)什么后果?該市應(yīng)采取哪些措施防治大氣污染? 解析:(1)煤炭基地、大型硫酸廠、化工廠布局合理,理由是煤炭基地、大型硫酸廠離消費中心近而化工廠接近原料基地,且在垂直風向的郊外;自來水廠、療養(yǎng)院、大型商場、食品廠布局合理,自來水廠在河流上游,不受或少受污染,分布在居民區(qū)中心地帶;造紙廠布局不合理,理由是它位于夏季風的上風地帶,且離居民區(qū)、高等院校較近,大氣污染嚴重;鐵路穿過市區(qū)不合理,因為噪聲污染、大氣污染嚴重。 (4)心臟供氧不足,心臟收縮性減弱,因而心臟輸出量減少。 答案:(1)煤炭基地、大型硫酸廠、化工廠布局合理,自來水廠、療養(yǎng)院、大型商場、食品廠布局合理。造紙廠布局不合理,鐵路穿過市區(qū)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)心臟供氧不足,心臟收縮性減弱,因而心臟輸出量減少。該市應(yīng)采取的措施是:①大力植樹造林;②限制大量汽車將碳氫化合物、氮氧化合物排入大氣;③采用科學技術(shù)對硫酸廠、化工廠、造紙廠、煤炭基地的廢氣進行回收處理;④創(chuàng)造條件,將造紙廠遷移到遠離市區(qū)的郊外等等。 8.酸雨能使大片水稻突然枯死,我國每年因酸雨污染都造成大量的經(jīng)濟損失。 (1)酸雨的形成主要是由于空氣中含有　　　氣體?，F(xiàn)取一份雨水,每隔一段時間測定其pH,結(jié)果如下: 測定時間/h 0 1 2 4 8 雨水pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55 產(chǎn)生上述結(jié)果的原因是 　。 (2)空氣中的二氧化硫在煙塵的作用下與氧氣結(jié)合也能形成酸雨,請寫出反應(yīng)的化學方程式: 　。 (3)請?zhí)岢鰞蓷l防治酸雨的措施。 答案:(1)SO2　SO2溶于水形成H2SO3,由于空氣中的氧氣可以緩慢氧化H2SO3生成H2SO4 ,而硫酸是強酸,故溶液的pH逐漸減小 (2)2SO2+O2+2H2O2H2SO4 (3)①控制空氣中SO2和氮氧化物的排放量　②植樹造林,凈化空氣 9.某化工廠以硫黃為主要原料之一生產(chǎn)硫酸,每小時生產(chǎn)98%(質(zhì)量分數(shù))的硫酸的質(zhì)量為a t,為使硫充分燃燒,且在下一步催化氧化時不再補充空氣,要求燃燒后的混合氣體中含氧氣的體積分數(shù)為b%。若空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%且不考慮各生產(chǎn)階段的物料損失,則: (1)該廠每小時消耗標準狀況下的空氣體積為　　　 m3。 (2)為滿足題設(shè)要求,b%的下限等于　　　。 解析:(1)由硫黃轉(zhuǎn)化為硫酸的化學方程式為: S(s)+O2(g)SO2(g)　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) 氧氣和硫酸之間的量的關(guān)系為(不計原料損失): 3O2　　~　　2H2SO4 322.4 L 298 g V a106 g98% V(O2)==3.36105a L 則每小時消耗標準狀況下的空氣為: V(空氣)==1.6106a L=1 600a m3 (2)由S(s)+O2(g)SO2(g)可知,在同溫同壓下,硫黃燃燒前后氣體體積不變。 a t 98%的硫酸中H2SO4的物質(zhì)的量為a10 kmol,則硫黃燃燒生成的SO2的物質(zhì)的量也為a10 kmol。 根據(jù)O2體積守恒,列代數(shù)方程: 1 600a m321%=1 600a m3b%+a10 kmol22.4 m3kmol-1 化簡得:b%=7% 答案:(1)1 600a　(2)7%