高中化学 主题3课题1“设计”一座硫酸厂课时作业 鲁科版选修2(1).doc

2013-2014学年高中化学 主题3课题1“设计”一座硫酸厂课时作业 鲁科版选修21下列说法正确的是()a生产硫酸的工业尾气可以直接排入大气b进入催化反应室的气体，必须先经净化、干燥c在吸收塔内用水来吸收so3d在高温、高压下由so2和o2合成so3【解析】从沸腾炉出来的炉气若不净化、干燥，易造成催化剂中毒，即使催化剂活性降低或失效。【答案】b2治理“三废”，保护环境，最主要的方法是()a关闭污染严重的工厂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】d3硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有()a矿石加入沸腾炉之前先粉碎b使用v2o5做催化剂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【解析】根据化学平衡原理来确定的条件是d项。(增大反应物浓度，使平衡正向移动)。根据化学平衡原理，降温有利于平衡正向移动，保持适宜温度是为了使催化剂活性最好。【答案】d4飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小，不易沉降，它与空气中的so2、o2接触时，so2会部分转化为so3，使空气的酸度增加，飘尘所起的作用可能是()氧化剂还原剂催化剂吸附剂abc d【解析】飘尘会吸附so2和o2，并对so2和o2的反应起催化作用。【答案】d5反应so2(g)o2(g)so3(g)h98.3 kjmol1在一定条件下达到平衡，欲使so3的分解速率降低而使so2的浓度增大，可采取的措施是()a减小体系的压强 b减小o2的浓度c增高体系的温度 d使用催化剂【解析】升温和使用催化剂都既可提高正反应速率，又可提高逆反应速率；减压虽然使so3的分解速率降低，平衡也向左移动，但因体积扩大，新平衡时各成分的浓度都会降低。【答案】b6有a、b、c、d四个中等城市，它们水源、能源充足，交通便利，它们的相对地理位置如图所示。各城市各有其特点：a城市是风光秀丽，人口稠密，土地供应紧张的旅游城市，环保要求高，近郊有丰富的fes2资源。b城市是一个新兴的工业城，已建有大型磷肥厂，土地供应充足。c城近郊有丰富的磷灰石资源，工业发达，但使用h2so4的工业不多，土地供应充足。d城是一个古老的城市，它的周围是重要的农业区，是大量肥料的集散地。现拟建一座硫酸工厂，厂址应选在()aa城近郊 bb城近郊cc城近郊 dd城近郊【解析】a城、d城，一个是旅游城市，土地紧张，一个是古老的城市、重要的农业区，都不可选；c城使用硫酸的工业不多而b城的大型磷肥厂需要大量的硫酸，且土地供应充足，另外从距离上分析，b城从a城运fes2的运输距离为200 km，而c城从a城运fes2的运输距离为300 km。综合考虑应选在b城近郊。【答案】b7有关硫酸工业综合经济效益的说法中，正确的是()a甲地有丰富的硫铁矿资源，水源、能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽然当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂b为减少so2对空气的污染，可以建筑高烟囱，使含so2的尾气在高空扩散稀释，保证地面达到安全浓度c硫酸生产过程中排放的污染物主要是含so2的尾气、固体残渣、废酸和废水等d选择硫酸厂厂址时，当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平，应先考虑经济利益的问题【解析】硫酸厂是污染性的企业，不应建在环保要求高的地区；当地使用硫酸的工业不多，也不宜建硫酸厂，因为硫酸的远程运输成本高，危险性大，故a错误。将so2排放到高空，so2的总量不会减少，且会形成酸雨危害环境，故b错误。选择硫酸厂厂址在考虑经济利益的同时，必须考虑环保问题，也就是要提高综合经济利益，故d错误。【答案】c8含硫48%的黄铁矿煅烧时fes2损失2%，则下列说法不正确的是()a该黄铁矿含fes2也是48%b硫损失也是2%c铁损失也是2%d该黄铁矿含fes2 90%【解析】根据原子个数守恒得关系式：fes22s，故含fes2的量为：12090%。【答案】a9工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有n2、o2外，还含有so2等对环境有较大影响的有害气体。能用于测定硫酸尾气中so2含量的是()anaoh溶液、酚酞试液 b石灰水、石蕊试液c碘水、淀粉溶液 d氨水、酚酞试液【解析】测定so2含量必须要能跟so2反应，而且可以用颜色变化来准确确定反应终点。a项和d项虽然能反应，但a在完全生成na2so3时溶液还是碱性，没变色，而d在so2还没有与氨水完全反应时就开始变色了。石灰水中所含溶质较少，且石蕊试液的颜色变化不明显。【答案】c10某制药厂所排放的尾气中含少量so2气体，一般用naoh溶液或氨水吸收，以防污染环境。现分别用0.1 moll1的naoh溶液或同浓度的氨水处理相同量的尾气，两种方法所需吸收液的体积关系是()anaoh溶液的体积大于氨水bnaoh溶液的体积等于氨水cnaoh溶液的体积小于氨水d无法判断【解析】用naoh溶液和氨水吸收so2发生的反应分别为so22naoh=na2so3h2o，so22nh3h2o=(nh4)2so3h2o。【答案】b11以黄铁矿为原料生产硫酸，请回答下列问题：(1)接触室中发生反应的化学方程式是_。(2)下列说法正确的是(选填序号字母)_。a为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎b过量空气能提高so2的转化率c使用催化剂能提高so2的反应速率和转化率d沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(3)每160 g so3气体与h2o化合放出260.6 kj的热量，该反应的热化学方程式是_。(4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的so2和铵盐。so2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的br2。so2吸收br2的离子方程式是_。【解析】本题主要考查硫酸工业、热化学方程式的书写、计算等。(1)so2和o2在接触室发生反应生成so3：2so2o22so3。(2)选项a，将黄铁矿粉碎能增加反应接触面积而加快反应速率。选项b，增加空气(o2)浓度能提高so2的转化率。选项c，催化剂对转化率无影响。选项d，矿渣中含有fe2o3，可用于冶炼铁。(3)160 g so3(g)与h2o(l)反应生成h2so4(l)放出260.6 kj热量，则1 mol so3(g)与h2o(l)反应生成h2so4(l)放出130.3 kj热量，则相关热化学方程式为：so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130.3 kjmol1。【答案】(1)2so2o22so3(2)abd(3)so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130.3 kjmol1(4)so2br22h2o=4h2br so12以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程如下图所示：请回答下列问题：(1)在炉气制造中，生成so2的化学方程式为_。(2)炉气精制的作用是将含so2的炉气_、_及干燥，如果炉气不经过精制，对so2催化氧化的影响是_。(3)精制炉气(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关系如下图所示。在实际生产中，so2催化氧化反应的条件选择常压、450 左右(对应图中a点)，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)在so2催化氧化设备中设置热交换器的目的是_、_，从而充分利用能源。【答案】(1)4fes211o22fe2o38so2(2)除尘水洗矿尘、砷、硒等化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响(3)不选b点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；so2原料的转化率在常压(0.1 mpa)下的转化率已是97%左右，再提高压强，so2的转化率提高的余地很小，所以采用常压不选择c点，因为温度越低，so2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450 时，催化剂的催化效率最高。故选择a点，不选c点(4)利用反应放出的热量，预热原料气体使之达到反应所需温度(约450 )反应后的气体得到冷却便于下一步的吸收(答案合理均可)13(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸：请回答下列问题：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_。为使硫黄充分燃烧，经流量计1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1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)，该尾气的处理方法是_。与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是_(可多选)。a耗氧量减少b二氧化硫的转化率提高c产生的废渣减少d不需要使用催化剂(2)硫酸的用途非常广，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(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中so2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时so2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式_。【解析】(1)本题考查了工业制取h2so4的过程，在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器，吸收塔为便于充分吸收so3而填充了许多瓷管。(2)考查了学生分析及处理数据进行计算的能力，可假设有1 mol硫黄充分燃烧，则据反应so2so2知反应耗o2 1 mol，流量计1充入o2为1.5 mol，生成so2 1 mol，据反应2so2o22so3知理论上1 mol so2反应耗o2 0.5 mol，流量计2充入o2为1.25 mol，则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为65(或1.21)；假设so2转化率为95%，则尾气中so2体积分数为100%0.4%。【答案】(1)热交换器增加so3与浓h2so4接触面积，有利于so3的吸收65(或1.21)0.4%用氨水吸收ac(2)bcd(3)caco3caoco2，2so22caoo22caso4(或2so22caco3o22caso42co2)14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%，o211%，n282%)：压强/mpa转化率/%温度/ 0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4(1)已知so2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？_。(2)在400500 时，so2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是_。(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)已知：2so2(g)o2(g)2so3(g)h196.6 kjmol1，计算每生产1万吨98%的硫酸所需要的so3的质量和由so2生产这些so3所放出的热量。【解析】(1)根据表格中的数据可以看出，在相同压强下(如在0.1 mpa下)升高温度(如由400 升高到500 )时so2的转化率降低(由99.2%降低为93.5%)，即升高温度时此化学平衡向逆反应方向移动，而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动，所以此反应的正反应为放热反应。(2)根据表格中的数据可以得知：在0.1 mpa so2的转化率已经很高，如在400 时已达99.2%，若增大压强到10 mpa，压强增大了100倍，但是so2的转化率增大为99.9%，只增大了0.7%，变化不大。而压强增大100倍，需要对设备的材料、动力、能源等都作相应的提高，即要增大成本投入。(3)使用催化剂只能改变化学反应的速率，改变反应到达平衡的时间，不能使化学平衡发生移动，即对so2的转化率不产生影响；而在一定条件下，化学反应放出的热量与参加反应的反