2020届一轮复习人教版 化工流程 课时作业

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‎2020届一轮复习人教版 化工流程 课时作业 ‎ 学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________ 1、有关二氧化硫的叙述正确的是（　　）‎ A．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色 B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2‎ C．实验室可用启普发生器制取二氧化硫 D．用石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫 2、下列物质的制备，符合工业生产实际的是（　　）‎ A．将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉 B．用离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气 C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸 D．将SO2和O2的混合气加高压后，通过接触室，制备SO3 3、最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的（　　）‎ A．对废水、废气、废渣进行严格处理 B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质 C．在化工生产中，不使用任何化学物质 D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂 4、下列表述正确的是 ‎①我国禁止使用含铅汽油，其主要原因是铅资源短缺 ‎②凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用 ‎③利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境 ‎④三聚氰胺(C3N6H6)俗称“蛋白精”，加入到奶粉中，可提高蛋白质的含量 ‎⑤现代研制的油漆中一般不使用甲醛、酚类等化合物，因为这些化合物对人体有毒 A．③⑤　　 B．②④ C．③④　　　 D．①⑤ 5、一定温度下，某密闭容器里发生如下可逆反应：‎ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(正反应为吸热反应)，当反应达到平衡时，测得容器中各物质均为n mol。欲使H2的平衡浓度增大一倍。在其他条件不变时，下列措施可采用的是 A．升高温度 B．增大压强 C．再通入n mol CO和n mol H2O(g)‎ D．再通入n mol CO和2n mol H2(g) 6、对于反应2SO2＋O22SO3，下列判断正确的是(多选)‎ A．2体积SO2和足量O2反应，必定生成2体积SO3‎ B．其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动 C．平衡时，SO2的消耗速率必定等于O2生成速率的两倍 D．平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍 7、下列说法正确的是 A．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气 B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥 C．从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料 D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO3 8、在下表的工业生产与所排放的对应污染物中，正确的是 ‎ 9、在接触法生产H2SO4的过程中，对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是①废气用石灰水或氨水处理　②污水用石灰乳处理　③废渣用来造水泥或炼铁　④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电 A．只有①② B．只有①③④ C．只有①②③ D．全部 10、下列说法不符合生产实际的是 A．硫酸生产中，SO2催化氧化选择1～10 MPa、400～500 ℃条件下进行 B．尾气中含有少量SO2，可用石灰水吸收，然后再用硫酸处理 C．工业上，通常采用以铁为主的催化剂，在400～500 ℃和10～30 MPa的条件下合成氨 D．造气中产生的CO，可在催化剂作用下，与水蒸气反应生成CO2和H2 11、接触法制硫酸中，进入接触室的气体必须净化、干燥，其主要原因是 A．防止催化剂中毒 B．提高反应效率 C．提高SO2转化率 D．防止环境污染 ‎12、下列物质中，可形成酸雨的是 A．二氧化硫　 B．氟氯代烃 C．二氧化碳 D．甲烷 13、普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：‎ ‎(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为________。‎ ‎(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：‎ ‎①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是________；‎ ‎②喷洒 Zn(C2H5 )2。Zn(C2H5 )2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理________、________。‎ ‎(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：‎ ‎ 14、(1)火山喷发所产生的硫磺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______。‎ ‎②为使硫磺充分燃烧，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________。‎ ‎③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．产生的废气减少 D．不需要使用催化剂 ‎(2)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 ‎(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________。 15、合成氨工业的主要反应为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下图是合成氨的简要流程示意图：‎ ‎(1)写出设备A、B的名称：A________，B________；沿X路线进入压缩机的物质是______________________________________。‎ ‎(2)原料气往往混有CO、NH3等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是______________________________________。‎ ‎(3)氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是____________________；在合成塔中及时分离出氨气的目的是______________________。‎ ‎(4)合成塔从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气(冷的原料气)和反应气混合，请问这样设计的原因是什么？‎ ‎__________________________________________________________________________。‎ ‎(5)为什么原料气从塔底流经外筒环隙进入？为什么气体在反应前后都要通过热交换器？‎ ‎__________________________________________________________________________。‎ ‎ 16、硫酸工业中2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH<0(放热反应)有关实验数据如下：‎ ‎(1)在生产中常用过量的空气是为了___________________________________________。‎ ‎(2)高温对该反应有何影响？________，实际生产中采用400～500 ℃的温度除了考虑速率因素外，还考虑到_____________________________________________________。‎ ‎(3)增大压强对上述反应有何影响？________，但工业上又常采用常压进行反应，其原因是_________________________________________________________________________。‎ ‎(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于________尾气中SO2必须回收，主要是为了_________________________________________________________________________。 17、现有一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料，摘录如下：“一个典型的实例：初步处理后的废气含0.2%的二氧化硫和10%的氧气(体积分数)。在400 ℃时废气以5 m3·h－1的速率通过五氧化二钒催化剂层与20 L·h－1的速率的氨气混合，再喷水，此时气体温度由400 ℃降至200 ℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”(气体体积均折算为标准状况)，利用上述资料，用氨来除去工业废气中的SO2，回答下列问题：‎ ‎(1)按反应中的理论值，二氧化硫与氧气的物质的量之比为2∶1，该资料中这个比值是________，简述不采用2∶1的理由______________________________________。‎ ‎(2)通过计算，说明为什么废气以5 m3·h－1的速率与20 L·h－1速率的氨气混合？‎ ‎_______________________________________________________________________。‎ ‎(3)若某厂每天排放1×104 m3这种废气，按上述方法该厂每月(按30天计)可得硫酸铵 ‎ 吨，消耗氨气 吨。？ 18、Ⅰ.固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中可用做固硫剂的有 A．CaO B．Na2CO3‎ C．NH4NO3 D．P2O5‎ Ⅱ.以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：‎ 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。 19、如下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。‎ 试填写下列空白：‎ ‎(1)写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式：______________________________。‎ ‎(2)写出上图中部分装置的作用：①甲______________________________________；‎ ‎②丙和丁：______________________________________。‎ ‎(3)若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：①丙中插入浓硫酸中的导管插入太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾：②________________________。‎ ‎(4)上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于________；丙和丁相当于________。‎ ‎(5)在硫酸工业制法中，下列对生产操作与说明生产操作的主要原因的叙述都正确的是________(填下列选项的序号)。‎ A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧 B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化碳会与杂质反应 C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率 D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸溶液吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率 ‎　‎ 答案：　 20、黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。‎ ‎(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)＝0.040 mol·L－1。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。‎ ‎(2)已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有________(填字母)。‎ A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．减小压强 E．加入催化剂 F．移出氧气 ‎(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料，反应的化学方程式为______________________________________。‎ ‎(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是______________________________________。 ‎ 参考答案 ‎1、答案：B SO2具有还原性，可以使溴水、KMnO4溶液褪色；SO2在水中的溶解度较大，故不用启普发生器制取；石灰水与CO2、SO2均有沉淀生成。 2、答案：B Cl2通入石灰乳中制漂白粉；H2和Cl2混合后点燃易爆炸；SO2和O2在接触室内常压条件下生成SO3即可。 3、答案：B “绿色化学”是指在化学工业生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质。 4、答案：A 本题考查食品添加剂，较易。铅有毒，污染环境，①错误；植物提取的食品添加剂对人体无害，②错误；三聚氰胺加入奶粉中，提高的是氮元素的含量，对蛋白质含量没有影响，④错误。 5、答案：B 因化学平衡的移动，不可能使反应物或生成物完全反应。A项升温，平衡向右移动，但CO(g)与H2O(g)不会完全反应，故c(H2)不会增大一倍；B项增压，平衡不移动，只要使体积变为原来的即可；C项再通入n mol CO(g)和n mol H2O(g)也不会完全转化为CO2(g)和H2(g)，故c(H2)不会增大一倍；D项再通入n mol CO(g)和2n mol H2(g)时，平衡左移，但不可能使c(H2)增大一倍，故选B。 6、答案：BC 因为反应是可逆的，所以2体积SO2和足量O2反应，生成的SO3必定小于2体积。因为不知道在化学反应的初始状态SO2浓度是否等于O2浓度的两倍，所以在化学平衡时也不知道SO2浓度是否等于O2浓度的两倍。 7、答案：B 从沸腾炉中排出的炉渣主要成分是氧化铁和脉石，无法做肥料，合成SO3不需要高压。 8、答案：B 工业生产名称与主要污染物的正确对应关系是：炼铁——一氧化碳、黑色烟尘；炼钢——一氧化碳、棕色烟尘；氨氧化法制硝酸——一氧化氮、二氧化氮；接触法制硫酸——二氧化硫、三氧化硫。 9、答案：D 接触法生产硫酸尾气中含有SO2，废气可用石灰水或氨水处理；废水为酸性的，可用碱性的石灰乳处理；废渣可作为炼铁的原料，也可以用来提炼贵重金属，还可作为制造水泥的原料或用于制砖。D项正确。 10、答案：A 增大气体压强，SO2的平衡转化率提高得并不多，所以硫酸厂通常采用常压操作。因此硫酸生产中，SO2催化氧化选择1～10 MPa、400～500 ℃条件下进行是不符合生产实际的。 11、答案：A 炉气中的砷、硒杂质可使催化剂的活性降低甚至失效，进入接触室前必须净化除去。 12、答案：A 形成酸雨的是SO2，氟氯代烃破坏臭氧层，形成臭氧空洞，二氧化碳造成温室效应。故A项是正确的。 13、答案：(1)明矾水解产生酸性环境，使纤维素水解，使高分子链断裂　CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O　(2)①碱性太强，同样使其水解，造成文物污损　②Zn(C2H5)2＋H2O===ZnO＋2C2H6↑　ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O　(3)2　6　7　2　2　6　1　1　1　2 (1)明矾中的Al3＋水解使溶液显酸性，其原理为盐类水解；碳酸钙可与H＋反应，从而防止纸张的酸性腐蚀。(2)①纸张中的主要成分是纤维素，在碱性较强的条件下易发生水解而被腐蚀。②根据题给信息的描述反应方程式为：Zn(C2H5)2＋H2O===ZnO＋2C2H6‎ ‎↑，ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O　(3)第①个方程式用化合价升降法配平，FeTiO3中铁元素化合价为＋2价，钛元素化合价为＋4价，2FeTiO3＋6C＋7Cl22TiCl4＋2FeCl3＋6CO ；第②个方程式观察一下就可以了，TiCl4＋O2TiO2＋2Cl2。 14、答案：(1)①热交换器　增加SO3与浓硫酸的接触面，有利于SO3的吸收　②1.2　0.004　用氨水吸收　③A、C ‎(2)B、C、D ‎(3)CaCO3CaO＋CO2↑、2SO2＋2CaO＋O22CaSO4(或2SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO2) 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SO2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硫磺充分燃烧，则据反应S＋O2SO2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2SO2＋O22SO3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6∶5(或1.2∶1)；假设SO2转化率为96%，则尾气中SO2体积分数为 ‎×100%＝0.4%。 15、答案：(1)热交换器　合成塔　N2和H2‎ ‎(2)防止催化剂中毒 ‎(3)增大反应物浓度，加快反应速率，使平衡朝生成NH3的方向进行　减小生成物的浓度，使平衡朝生成NH3的方向进行 ‎(4)冷激气与每一层的反应混合气及时进行热交换，既预热原料气，又保证反应混合气的温度控制在500 ℃左右，使每一层的催化剂都能起到最大的催化作用 ‎(5)进行热交换，预热原料气，加快反应速率；充分利用反应放出的热量，节约能源。 本题考查的是合成氨工业生产的过程的原理，以及对大气造成的环境污染和酸雨的危害，对污染的防止。 16、答案：(1)使平衡正向移动，提高SO2的转化率 ‎(2)高温使反应速率加快，缩短了达到平衡所需的时间，但是对SO2的转化不利　催化剂在该温度下活性最强，催化效果最佳 ‎(3)加快反应速率，且使平衡正向移动，有利于SO2转化和SO3的生成　常压时SO2的转化率已经很高，无采用高压的必要，况且，采用高压还受动力、设备等条件的限制，提高了成本 ‎(4)用水吸收SO3易形成酸雾，吸收效果差，而用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾，吸收效果好　防止空气污染 本题考查的是硫酸工业生产的过程的原理，以及对大气造成的环境污染和酸雨的危害，对污染的防止。 17、答案：(1)1∶50　据化学平衡移动原理，过量的O2可提高SO2的转化率 ‎(2)废气中SO2的速率为1 000 L·m－3×5 m3·h－1×0.2%＝10 L·h－1‎ V(SO2)∶V(NH3)＝10∶20＝1∶2恰好生成(NH4)2SO4‎ ‎(3)3.54 t硫酸铵，0.91 t NH3 SO2转化为一可逆反应，为提高SO2的转化率可用过量的O2；据关系式SO2～SO3～2NH3～(NH4)2SO4可知废气中SO2与NH3应以1∶2通入。 18、答案：Ⅰ.A Ⅱ.(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ ‎(2)除尘、洗涤　使催化剂中毒 ‎(3)由图象可知，在450 ℃ 0.1 MPa时，转化率已达95%以上，采用更高的压强，对设备要求更高，转化率影响较小；在0.1 MPa时，温度较低时，反应速率较慢、产量低。‎ ‎(4)能量循环利用　提高SO2转化率 Ⅰ.在高温条件下CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4，从而起到固硫作用，B、C、D在该环境下，皆无法吸收SO2，故选A。‎ Ⅱ.(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ ‎(2)SO2气体中含有矿尘，水汽等，会对催化剂的活性和设备产生不良影响，所以进入接触室之前，需对气体进行除尘、洗涤及干燥。‎ ‎(3)由图象可知，在450 ℃ 0.1 MPa时，转化率已达95%以上，采用更高的压强，对设备要求更高，转化率影响较小；在0.1 MPa时，温度较低时，反应速率较慢、产量低。‎ ‎(4)将反应产物的热量及时交换给SO2和O2，使平衡2SO2＋O22SO3向右移动，提高SO2的转化率，使能量循环利用节约能源。 19、答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ ‎(2)①干燥SO2和O2　②吸收SO3并做对照实验 ‎(3)②浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水的吸收效果，SO3被浓硫酸充分吸收 ‎(4)接触室　吸收塔 ‎(5)D (2)甲装置除干燥SO2和O2外，还有2个作用：使原料混合均匀；通过观察气泡的多少控制气体的流量。(3)浓H2SO4可以吸收大量SO3形成发烟硫酸。 20、答案：(1)‎ ‎　　 　 2SO2(g)　 ＋　 O2(g) 　　 2SO3(g)‎ 起始浓度 0.050 0.030 0‎ 平衡浓度 0.050－0.040 0.030－0.040/2 0.040‎ 所以，K＝＝＝1.6×103 L·mol－1‎ α(SO2)＝×100%＝80%‎ ‎(2)BC ‎(3)SO2＋H2O＋Na2SO3===2NaHSO3‎ ‎(4)抑制Fe3＋、Fe2＋的水解，防止Fe2＋被氧化成Fe3＋ (2)欲提高SO2转化率，则平衡需正向移动，根据反应方程式知，降低温度、增大压强都使平衡右移，B、C正确。(4)因Fe2＋、Fe3＋均能水解，为防止水解，故需加酸抑制；铁粉除了能将Fe3＋还原为Fe2＋外，还可防止Fe2＋被氧化。 ‎