2019版化学人教版选修2训练11化工生产过程中基本问题Word版含解析

第一单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题课时过关·能力提高1以下相关接触法制硫酸的阐述错误的选项是( )A.为提高反响速率和原料利用率,黄铁矿要在“沸腾”状态下焚烧B.为防备催化剂中毒,气体在进接触室前要先净化C.接触室中热互换器的主要作用是预热未反响的气体和冷却反响后的气体D.汲取塔中SO3从下往上涨,水从上往下喷,节余气体从上部出来循环利用分析：为防备形成酸雾并提高汲取速率,三氧化硫是被浓硫酸汲取的,而不是被水汲取。答案：D2以下对于硫酸工业综合经济效益的议论中

,表达错误的选项是

(

)A.充分利用三个反响放出的热能,来降低生产成本B.为了防备尾气的污染,可将尾气用石灰水汲取生成CaSO3,再用硫酸办理获得含量较高的C.硫酸工厂要远离人口浓密的居民区和环保要求高的地域,远离硫酸花费中心D.生产过程中产生的废渣可作为炼铁的原料,也可作为制造水泥的原料分析：硫酸工厂要远离人口浓密的居民区和环保要求高的地域。而远离硫酸花费中心输成本增添、环境污染等问题。答案：C

SO2,必然造成运3对于对

SO2混淆气体净化的目的表达正确的选项是

(

)①除尘

(除掉矿尘

)防备催化剂中毒

②清洗

(除掉砷、硒等的化合物

)防备催化剂中毒

③干燥

(除掉水蒸气)防备催化剂中毒④干燥(除掉水蒸气)防备对设施和生产造成不良影响A.①②③④B.①②③C.③④D.①②④分析：除掉水蒸气的目的不是防备催化剂中毒,而是防备其对设施和生产造成不良影响。答案：D4在硫酸工业生产中,为了有益于SO2的转变,且能充分利用热能,采纳了中间有热互换器的催化反响室(见以下图),以下相关说法中错误的选项是( )A.采纳热互换装置,能充分利用“废热”,降低生产成本B.预热含有二氧化硫的混淆气体,有益于催化氧化C.A处流出的气体为SO2和O2D.预热SO3,有益于被浓硫酸汲取分析：原料SO2、O2从装置左边中间进入热互换器,汲取热量后由A处流出再进入催化反响室发生反响,并放出大批的热,而热互换器的作用是把一部分热量互换给刚进入热互换器的原料气,而后由下端流入下一个装置,SO3温度过高不易被汲取,所以下端出来的气体温度较低,这也是热互换器的作用之一。答案：D5以下废物办理方法中正确的选项是( )化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸汲取B.化学实验中产生的二氧化氮废气可用水汲取C.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中,产生的废渣可用于提取燃料D.用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中,产生的废气可用于提取漂白剂分析：二氧化硫在浓硫酸中的溶解度特别小,A错误;二氧化氮一般用NaOH溶液汲取,发生的反响为2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2O,B

错误;黄铁矿经过高温煅烧

,废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅、氧化铝等不拥有可燃性的物质,从中提取燃料是不现实的中含有较高浓度的二氧化硫气体,二氧化硫可用作漂白剂,D正确。答案：D

,C错误;硫酸生产过程产生的废气6硫酸工业中采纳以下几种举措

:①改良煅烧黄铁矿的技术

;②氧化二氧化硫时使用催化剂

;③在氧化二氧化硫的设施中安装热互换器;④将二氧化硫进行多次循环氧化;⑤回收利用尾气中的二氧化硫。此中能减少酸雨产生的举措是( )A.①②④⑤B.②③④⑤C.①②③D.④⑤分析：改良煅烧黄铁矿的技术、氧化二氧化硫时使用催化剂和在氧化二氧化硫的设施中安装热互换器,都与二氧化硫排放的问题没关。答案：D7相关硫酸工业综合经济效益的说法中,正确的选项是()A.甲地有丰富的黄铁矿资源,水源、能源充分,交通便利,是景色艳丽的旅行胜地,固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,能够建筑高烟囱,使含SO2的尾气在高空扩散稀释,保证地面达到安全浓度C.硫酸生产过程排放的污染物主假如含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矛盾时,为提高人们的物质生活水平,应先考虑经济利益的问题分析：硫酸厂是污染性的公司,不该建在景色区;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,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,B错误。选择硫酸厂厂址在考虑经济利益的同时,一定考虑环保问题,也就是要提高综合经济利益,D错误。答案：C8硫酸工业生产中,经过以下反响使SO2转变为SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6kJ·mol-1。已知常压下SO3的体积分数为91%,试回答以下问题:(1)在生产中常用过度的空气是为了。(2)加热到450℃是因为。(3)压强应采纳(填“加压”“常压”或“减压”),原由是。(4)尾气中的SO2常用氨水等碱溶液汲取,因为。分析：工业生产中常增添某一低价反响物的浓度,以提高另一反响物的转变率。硫酸工业生产中通入过度空气是为了使均衡向正反响方向挪动,提高SO2的转变率,使成本较高的SO2获得较充分的利用。温度的选择不单要从反响的程度考虑,还要考虑反响的速率和催化剂的活性。450℃时催化剂的活性较高,选择此温度可提高反响速率,缩短反响达到均衡所需的时间。压强的选择主要考虑均衡的挪动、设施及动力系统等方面的要素。固然增大压强可提高该反应中

SO2的转变率

,但在常压下

SO3的体积分数已达

91%,而增大压强对设施、动力系统要求高。成本增大

,不合算,故工业生产中采纳常压。答案：

(1)使均衡向正反响方向挪动

,提高

SO2的转变率

,使成本较高的

SO2获得较充分的利用(2)450

℃时,催化剂的活性较高

,选择此温度可提高反响速率

,缩短反响达到均衡所需的时间

,提高单位时间的产量(3)常压

常压下

SO3的体积分数已达

91%,而增大压强对设施、动力系统要求高

,成本增大

,综合经济效益降低(4)NH3+H2O+SO2

NH4HSO3,即氨水汲取

SO2生成

NH4HSO3,防止污染环境9以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图以下

:(1)沸腾炉中发生反响的化学方程式为。(2)接触室中发生反响的化学方程式是。(3)依照工艺流程图判断以下说法正确的选项是(选填序号字母)。A.为使黄铁矿充分焚烧,需将其粉碎B.过度空气能提高SO2的转变率C.使用催化剂能提高SO2的反响速率和转变率D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁汲取塔排出的尾气先用氨水汲取,再用浓硫酸办理,获得较高浓度的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汲取湿润空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是。分析：(1)依据原子守恒即可写出化学方程式。(2)SO2和O2在接触室发生反响生成SO3:2SO2+O22SO3。(3)选项A,将黄铁矿粉碎能增添反响接触面积而加速反响速率。选项B,增添空气(O2)浓度能提高SO2的转变率。选项C,催化剂对转变率无影响。选项D,矿渣中含有Fe2O3,可用于冶炼铁。答案：(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)2SO2+O2

2SO3(3)ABD(4)SO2+Br2+2H2O

4H++2Br-+

-10现代硫酸工业多采纳接触法,其工艺流程以下:“接触法”制硫酸需要解决以下几个问题。(1)尽可能多地提高原料的利用率。实质工业生产中是经过以下三点做到的:①在造气中使原料充分焚烧。为了使黄铁矿的焚烧更为充分,焚烧在(填设施名称)中进行。②二氧化硫的转变要完整。工业生产中,除经过控制必定的条件使二氧化硫的转变率尽可能增大外,采纳的温度和压强为。③三氧化硫的汲取要充分。工业上用来汲取,这样做的原由是。此外,SO3的汲取还采纳了“逆流原理”。(2)尽可能加速制硫酸的反响速率(主假如二氧化硫的催化氧化)。除了适合控制温度、压强以外,原料气在进入催化反响室(接触室)以前一定经过除尘、清洗、干燥等操作,是为了防止。充分利用余热,降低生产成本。主假如指对SO2的催化氧化反响的余热利用,工业生产中采纳的做法是,进而解决了SO3的冷却和SO2与O2的预热问题,充分利用了能量。尽量减少或无工业三废(废水、废气、废渣)的排放。从汲取塔导出的尾气,一定经过回收、净化办理。利用黄铁矿为原料制硫酸的过程中,排出的矿渣和矿灰能够

等,实现了原料的综合利用。分析：

(1)把黄铁矿粉碎成渺小的颗粒在沸腾炉中焚烧时

,从炉底通入强盛的空气流

,把矿粒吹得在炉内强烈翻滚,像沸腾着的液体同样,这样矿粒与空气充分接触,使焚烧更完整、更充分。SO2的催化氧化在常压时的转变率较大,所以不采纳高压。SO3与H2O反响生成H2SO4,但利用H2O来汲取时会产生大批酸雾,影响汲取成效,所以工业上利用98%的硫酸来汲取。(2)一些杂质和矿尘都会使催化剂减弱或失掉催化作用,在工业中叫做催化剂中毒。答案：(1)①沸腾炉②400~500℃的高平和常压③98%的硫酸防备形成酸雾,影响汲取成效(2)催化剂中毒(3)在接触室中安装热互换器(4)作炼铁的原料(或用来制水泥、砖瓦等其余合理答案均可)★11工业制硫酸生产流程如图:(1)在催化反响室,以下举措中有益于提高SO2均衡转变率的有。高升温度B.减小压强C.不停增补空气D.实时分别出SO3(2)在生产中,为提高催化剂效率采纳的举措是。净化气体B.控制温度在400~500℃C.增大催化剂与反响气体的接触面积D.不停增补空气(3)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196kJmol·-1。在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反响后,放出的热量(填“<”“>”或“=”)196kJ,原由是。经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO27%、O211%、N282%。在500℃,0.1MPa条件下达到均衡时,各样气体的体积比为V(SO2)∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)=0.46∶6.5∶7.7∶82,则SO2的利用率为。(5)生产硫酸过程中的尾气往常用氨水汲取,请写出该反响的化学方程式:。分析：(1)SO2转变为SO3是气体体积减小的放热反响,选择低温高压可提高转变率,同时可鼓入空气或分别出SO3,使均衡向右挪动,C、D正确。(2)净化气体,防备催化剂中毒,A项正确;在400~500℃时催化剂活性最高,B项正确;增大与反响气体接触面积可提高催化成效,C项正确;增补空气对催化成效无影响,D项错误。(3)2molSO2和1molO2完整反响时,放出热量196kJ,但可逆反响不可以进行完全,加入的2molSO2和1molO2不可以所有反响,所以生成的三氧化硫小于2m