8.4化学与技术的发展练习(有解析)

试卷第1页，总6页8.4化学与技术的发展练习（有解析）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题（题型注释）1．下列洗涤标志中，表示不可干洗的是（）A.B.C.D.2．下列各组括号内的试剂，不能用于除掉各物质中的杂质的是A．铁粉中混有锌粉杂质(稀硫酸)B．FeCl3中混有FeCl2杂质(Cl2)C．CO气体中混有CO2杂质(NaOH溶液)D．SiO2中混有CaCO3杂质(盐酸)3．下列说法中不正确的是()A.维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限B.开发核能、太阳能等新能源，推广基础甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放C.红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D.尼龙、棉花、天然橡胶、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质4．2010年上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”。下列叙述中不正确的是A．世博会前期，处理废水时加入明矾可作为混凝剂以吸附水中的杂质B．把世博会期间产生的垃圾焚烧或深埋处理C．某些馆的外壳使用非晶硅薄膜，以充分利用太阳能D．世博停车场安装催化光解设施,可将汽车尾气中CO和NOx反应生成无毒气体5．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100％。在用丙炔合成甲基丙烯酸甲酯()的过程中，欲使原子的利用率达到最高，在催化剂作用下还需要其他的反应物可以是A．CO和CH3OHB．CO2和H2OC．H2和COD．CH3OH和H2二、填空题（题型注释）6．（10分）CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。（1）有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是▲。（填字母序号）A．电解水制氢：2H2O电解2H2↑＋O2↑B．高温使水分解制氢：2H2O高温2H2↑＋O2↑C．太阳光催化分解水制氢：2H2OTiO2太阳光2H2↑＋O2↑D．天然气制氢：CH4＋H2OCO＋3H2（2）CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图所示。试卷第2页，总6页①从3min到10min，v(H2)=▲mol/(L·min)-1。②能说明上述反应达到平衡状态的是▲（选填编号）。A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1︰1（即图中交叉点）B．混合气体的密度不随时间的变化而变化C．单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molH2OD．CO2的体积分数在混合气体中保持不变（3）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为▲（只要求写一种）。（4）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。某研究性学习小组探究某种催化剂在不同空燃比（空气与燃油气的质量比）条件下对汽车尾气的催化效果。在一定条件下，测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如右图所示。空燃比约为▲时，催化剂对汽车尾气的催化效果最好。（填a、b、c、d）7．（6分）热重分析法是程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。现有一CaC2O4·nH2O试样，分别在氮气气氛、氧气气氛中进行热重分析，得到如下热重（TG）曲线。（1）图中曲线上有三个失重台阶，分别表示加热过程中依次发生了三个反应。根据第1步反应的失重数据计算试样CaC2O4·nH2O中的n值（精确到整数）为。（2）根据第2步反应的失重数据推测第2反应的化学方程式为；观察曲线说明氧气存在时有利于第2步反应进行，原因是。（3）第3步反应中释放的气体产物是。观察曲线可判断出，氧气存在时不利于第3步反应进行，可能原因是。试卷第3页，总6页8．Ⅰ．在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇，其过程如下图所示，试回答下列问题：（1）该合成路线对于环境保护的价值在于。（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因。（3）CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式：。Ⅱ．将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)催化剂CH3OCH3(g)+3H2O(g)已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：投料比[n(H2)/n(CO2)]500K600K700K800K1.545%33%20%12%2.060%43%28%15%3.083%62%37%22%（4）该反应的焓变△H0，熵变△S0（填＞、＜或＝）。（5）用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式。（6）若以1.12L·min-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9℃），用该电池电解500mL2mol·L-1CuSO4溶液，通电0.50min后，理论上可析出金属铜g。9．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。(1)实验室用18.4mol·L－1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L－1的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需________________________。(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有___________________________________________________________________________________(答出两点)。(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O72—，写出此反应的离子方程式：_____________________________________________________________。(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：阳离子Fe3＋Mg2＋Al3＋Cr3＋开始沉淀时的pH2.7－－－沉淀完全时的pH3.711.189(9溶解)阳光光电池电解水H2合成塔甲醇烟道气吸收池加热CO2乙醇胺乙醇胺试卷第4页，总6页加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72—转化为CrO42—。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：__________________________________________________。三、实验题（题型注释）10．（17分）纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛，需求量很大，因此纯碱的制备一直是科学家工作的一个重要方面。19世纪欧洲有个吕布兰制碱法，其主要反应原理是：Na2SO4+2C高温Na2S+2CO2↑Na2S+CaCO3====CaS+Na2CO3这种方法的最大缺点是：①此反应是高温固体反应，不能连续生产；②浪费原料，CO2不能回收利用；③污染环境，CaS没有任何用处，只能抛至野外。由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展，吕布兰法被索尔维法代替。索尔维法的生产流程如下：索尔维法能实现连续生产，但其食盐利用率只有75%，且所得副产品CaCl2没有用处，污染环境。我国化学家侯德榜经过一年的努力，做了500多次循环实验，终于设计出新的制碱工艺，于1943年11月在完成实验室规模的流程实验基础上，在工厂顺利试产，食盐的利用率达96%以上，得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用作氮肥。侯德榜制碱法原理是：①在30～50℃的饱和食盐水中，先通入氨至饱和，再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀；②过滤，将滤渣加热而得到产品；③滤液中加入细食盐末，在10～15℃，使NH4Cl沉淀，滤液为饱和食盐水。据此回答下列问题：（1）标出反应Na2SO4+2C高温Na2S+2CO2↑的电子转移方向和数目。（2）写出索尔维制碱法的各步反应的化学反应方程式：①_________________________②_________________________③_________________________④_________________________（3）写出侯德榜制碱法第①步反应的化学方程式_________________________（4）在索尔维制碱法中____________物质可循环利用。（5）在侯德榜制碱法中____________物质可循环利用。11．(10分)利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：试卷第5页，总6页依据上述流程，完成下列填空：（1）天然气脱硫时的化学方程式是（2）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol、产生H2mol（用含n的代数式表示）（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是（多选扣分）（a）相似相溶原理（b）勒沙特列原理（c）酸碱中和原理（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于（写出CO2的一种重要用途）。12．农业生产中使用最广泛的磷肥是过磷酸钙，其主要成分是(填化学式)；在实际使用中，其不能与草木灰混合施用的原因是(用离子方程式表示)。目前常用的湿法磷肥生产工艺是用硫酸分解磷矿石(主要成分为Ca5(PO4)3F)，这样处理的主要目的是。该生产工艺的有关反应为：2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=Ca3(PO4)2+4H3PO4+7CaSO4+2HFCa3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2生成的氟化氢会和磷矿中带入的二氧化硅反应生成SiF4，若直接排放到空气中，将严重污染环境。某磷肥厂改进工艺，在吸收塔中将SiF4经水吸收后转化为氟硅酸(H2SiF6)溶液和硅胶(SiO2)，实现氟的循环使用和硅胶的合理利用，以减小对环境的污染，同时创造经济效益。工艺流程如下：（1）写出吸收塔中反应的化学方程式____。（2）该工艺流程中，设计两个吸收塔的目的是。（3）氟硅酸与磷酸钙和水反应可生成磷酸二氢钙，原理是：2H2SiF6+Ca3(PO4)2+4H2O=2CaSiF6·2H20+Ca(H2PO4)2CaSiF6·2H2O+2H2O=CaF2·SiO2·2H2O+4HF4HF+Ca3(PO4)2=2CaF2+Ca(H2PO4)2若利用氟硅酸与磷酸钙和水反应代替硫酸与磷酸钙反应生产Ca(H2PO4)2，理论上lkg氟硅酸可替代_____kg硫酸。（4）分离得到的硅胶中因含有H2SiF6而称含氟硅胶，含氟硅胶中SiO2易溶于沸腾的氟化铵溶液，得到(NH4)2SiF6溶液，此反应为可逆反应，加入氨水后，二氧化硅重新析出。试卷第6页，总6页写出SiO2与氟化铵反应的化学方程式________。四、计算题（题型注释）13．(8分)白云石化学式是CaCO3·xMgCO3。(1)称取27.6g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到CO2的体积为6.72L(标准状况)。计算白云石的化学式中x的值。(2)将上述收集到的6.72LCO2通入200mL2.25mol·L－1NaOH溶液中，充分反应。反应后溶液中