2024届高考化学一轮复习知识点突破练习-29化学与环境保护(含解析)

2024届高考化学一轮复习知识点突破练习-29化学与环境保护
1.近年来,我国秋冬季雾霾天气呈现常态化趋势,造成严重空气污染,对人类身心健康造成极大威胁。硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分,是雾霾产生的一个重要元凶。科学家最近发现了一种利用水催化促进硫酸盐形成的化学新机制。如图所示:
(1)NO2和SO2作为大气初期污染物的主要成分,主要来自 。
(2)电子传递可以促进HSO中O—H键的解离,进而形成中间体SO,反应的离子方程式为 。
(3)通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的SO或HSO可以将电子快速转移到周围的气相NO2分子。观察图示可知“水桥”主要靠 形成。写出HSO与NO2间发生的总反应的离子方程式: 。
(4)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,酸性比醋酸稍强,极不稳定,只能存在于稀的水溶液中,加热时发生歧化反应,生成一种强酸和一种遇空气变为红棕色的气体,写出该反应的化学方程式: 。
(5)结合题中信息,请写出一种鉴别NaNO2和NaCl的方法: 。
2.对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
(1)含氰废水中的CN-有剧毒。
①CN-中N元素显-3价,用原子结构解释N元素显负价的原因是 。
②NaClO溶液可将CN-氧化成N2、HCO3-,从而消除CN-污染,反应的离子方程式为 。
(2)含乙酸钠和对氯酚()的废水可以利用微生物电池除去,其原理如图所示。
①A是电池的 极(填“正”或“负”);
②B极的电极反应式为 。
(3)含重金属铬(Ⅵ)的废水具有较强的毒性,离子交换树脂(ROH)法可将有毒废水中的CrO42-和Cr2O72-吸附至树脂上除去,原理如下:2ROH+CrO42-→R2CrO4+2OH-、2ROH+Cr2O72-→R2Cr2O7+2OH- (已知:废水中存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O)。
控制溶液酸性可以提高树脂对铬(Ⅵ)的去除率,其理由是 。
3.水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:
(1)天然水中溶解的气体主要有 、 。
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 其纯净水作用的原理是 。
(3)水的纯净和软化的区别是 。
(4)硬度为的水是指每升水含10或与之相当的物质(如7.1)。若某天然水中,,则此水的硬度为 ;
(5)若(4)中的天然水还含有,现要软化10这种天然水,则需先加入 ,后加入 。
4.土壤是人类从事农业、林业生产的一项重要资源。保护土壤防止污染、合理利用土壤是我们每个人的职责。请回答问题。
(1)有人说,电动自行车的发展,可能是环保背后的更大污染。这一说法的原因是

(2)农作物的生长对于土壤的酸碱性有一定的要求,有的喜酸性,有的喜碱性。适于一般农作物生长的PH在6.5-7.5之间,酸性或碱性过强都不利于作物的生长。土壤的碱性主要是由于土壤中的、等盐类的水解而产生,请用离子方程式表示、的水解 ; 。指出土壤显酸性的可能原因(填出一条合理方案即可) 。
(3)土壤里发生着大量的氧化还原反应,许多氧化还原反应是在微生物存在的条件下进行的。如当土壤通气性良好时,土壤团粒的空隙里含有氧气,这时,在好气性微生物的作用下氧化反应得以顺利进行,土壤里的等被氧化为等。从能量的转化角度来说,微生物的活动所需的能量来自 。从化学反应的角度来说,这些微生物在氧化还原反应过程中所起的作用是 。
5.吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。
已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图-1所示。
(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为 ;当通入SO2至溶液pH=6时,溶液中浓度最大的阴离子是 (填化学式)。
(2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收的40min内,SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是 (填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为 。
(3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低SO生成速率越大,其主要原因是 ;随着氧化的进行,溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
6.(1)材料是人类社会发展的物质基础
港珠澳大桥是世界最长的跨海大桥,建造过程中使用了多种新型材料。
①撑起这座海上"钢铁巨龙"的"不锈基座"所用的是双相不锈钢钢筋,这是利用了双相不锈钢钢筋的强度高、 (填字母,下同)的性质。
A.导热性 B.导电性 C. 耐腐蚀性
②建造大桥需用重达6000吨的钢筋混凝土预制件,海上吊装钢筋混凝土预制件的吊带是超高分子量聚乙烯纤维组成。这种超高分子量聚乙烯纤维属于 。
A.金属材料 B.无机非金属材料 C.复合材料
③建造大桥的过程中还使用了大量的钢结构,这些钢结构露置在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀,写出发生电化学腐蚀时负极的电极反应式 。
(2)均衡营养是保证人体健康的重要保证
俗话说“冬吃萝卜夏吃姜,不用先生开药方”,萝卜富含蛋白质、糖类、酶、维生素C、维生素B、木质素、钙、铁、锌、钠。
①萝卜中可为人体提供能量的是 和 ;属于微量元素的 和 。
②萝卜含丰富的维生素C有助于增强机体的免疫功能。维生素C又称 。
③萝卜中的酶能分解食物中的淀粉、脂肪,有助于食物消化吸收。淀粉在人体内水解的化学方程式 。
(3)“绿水青山就是金山银山”,良好的生态环境是实现美丽中国的基础
①下列做法与上述观点符合的是 (填字母)。
A.作物秸秆露天焚烧
B.废干电池就地填埋
C.植树造林
D.废旧塑料随意丢放
②生活垃圾的无害化处理包含堆肥法、封闭焚烧和 。
③居室装修应使用合格板材,以防止挥发的甲醛超标。写出甲醛的结构简式 。
7.雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成。2014年,习近平在北京考察时指出:应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5,要从压减燃煤、严格控车、调整产业等方面采取重大举措。
(1)空气质量报告中不涉及的污染物是__________ ;
A.SO2 B.NO2 C.CO2 D.可吸入颗粒物
(2)在催化剂作用下,一氧化氮与一氧化碳反应,生成无毒物质,可解决汽车尾气对环境污染,其化学方程式是 ;反应类型是 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”);汽车燃油改燃气有利于环境保护,汽车最理想的清洁燃料是 ;
(3)下列关于雾霾天气的说法,错误的是__________;
A.可吸入颗粒物是加重雾霾天气污染的罪魁祸首
B.霾可导致呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等
C.雾霾天外出最好戴过滤效果好的口罩
D.发电厂的煤经脱硫处理对减少雾霾无影响
8.人类的衣食住行都离不开化学,化学与生活密切相关。
(1)关注营养平衡,合理使用药物,有利于身心健康,现有下列四种物质:
A.维生素 B.葡萄糖 C. 青霉素 D.碘酸钾
请根据题意,选择恰当的选项字母代号填空。
①人体内最重要的供能物质是 ;
②为预防甲状腺肿大,常在食盐中加入的物质是 ;
③能阻止多种细菌生长的重要抗生素是 ;
④存在于蔬菜、水果中,具有还原性的物质是 。
(2)材料是人类生存和发展的物质基础,合理使用材料可以节约资源。
①下列生活中的常见物质,属于硅酸盐材料的是 (填字母代号):
A.汽车轮胎 B.不锈钢 C. 水泥
②我国航天员穿的航天服主要是由具有密度小、强度大、耐腐蚀、柔软等优良性能的特殊材料制成,这些材料属于 (填字母代号):
A.镁铝合金 B.合成纤维 C. 天然纤维
③生产和生活中,合金无处不在。我国最早使用的合金是 (填“铜合金”或“铝合金”);
(3)当前,环境治理已成为重要的民生工程。
①我国城市发布的“空气质量日报”中,下列物质不列入首要污染物的是 (填字母代号):
A.二氧化硫 B.二氧化碳 C. 二氧化氮 D.可吸入颗粒物
②水是一种宝贵的资源,保护水资源就是保护我们的生命。下列做法不利于水资源保护的是 ;
A.科学合理使用农药 B.任意排放化工厂废水 C. 处理生活污水,达标排放
③下列处理垃圾的方法中,不正确的是 。
A.回收利用废纸 B.回收利用易拉罐 C.填埋废旧电池
9.(1)保持营养平衡,是保证身心健康、提高生活质量的有效手段。
①“中国居民平衡膳食宝塔”(见下图),位于第“⑤”层且每天不超过25g的能量物质是 (填字母)。
a.谷类 b.油脂 c.无机盐
②我国居民在平时的饮食中应多吃碱性食物。下列食物属于碱性食物的是 (填字母)。
a.鱿鱼干 b.菠菜 c.苹果
③绿色植物通过下图储存能量,用化学方程式表示其光合作用的过程: 。
(2)材料是人类生存和发展的物质基础,合理使用材料可以改善人类生活。
①我国高速列车制造技术具有世界领先水平。高速列车制造要使用轻质金属材料。下列可以作为轻质金属材料的是 (填字母)。
a.铝合金 b.铁合金 c.碳纤维 d.硅纤维
②青铜在我国有悠久的历史,青铜的主要组成元素是铜和 (填元素符号)。青铜器表面容易生成一层薄薄的铜绿[ 主要成分是Cu2(OH)2CO3],请写出铜在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时的正极反应式: 。
③新型有机玻璃透光性好,质轻,耐酸、碱,易于加工成型,强度高,安全性好。有机玻璃属于 (填“合成纤维”“合成橡胶”或“塑料”)材料。特氟龙(聚四氟乙烯)可作为不粘锅涂层,写出该聚合物的结构简式: 。
(3)保持洁净安全的生存环境已成为全人类的共识,人与自然要和谐相处。
①煤炭直接燃烧引起多种环境问题。治理被酸雨侵蚀过的酸性土壤,可以加入适量的 (填字母)。
a.Ca(OH)2 b.KNO3 c.SiO2 d.CaCO3
②处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质硫,写出发生反应的化学方程式: 。
③据世界卫生组织报道,全世界75%左右的疾病与水体污染有关。污水处理方法很多,例如含氰(CN-)废水的处理,是在碱性条件下,向含氰废水中通入Cl2,可将CN-氧化为无毒的N2和CO2,使水质得到净化。写出该反应的离子方程式: 。
④消毒是饮用水处理中最重要的环节之一。近年来发展利用ClO2、O3消毒剂替代液氯,主要是人们发现液氯消毒会使水中的多种有机物发生变化,生成有害的物质如 (填分子式)而可能致癌和致畸。
10.环境问题正引起全社会的关注,用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,对构建生态文明有着极为重要的意义。
(1)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
①曲线a对应的温度是 ℃。
②上图中M、N、Q三点对应的平衡常数K(M)、K(N)、K(Q)的大小关系是 。
如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,则N点的化学平衡常数K= (保留2位小数)。
(2)用NH3催化还原NO时包含以下反应:
反应I:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H1
反应II: 2NO(g) +O2(g) 2NO 2(g) △H2
反应III:4NH3(g)+6NO2 (g) 5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l) △H3
△H1= (用含△H2、△H3的式子表示)。
(3)SNCR-SCR是一种新兴的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx)。其流程如下:
该方法中反应的热化学方程式为:
4NH3(g)+4NO (g) + O2 (g)4N2(g)+ 6H2O(g) △H=-1646 kJ·mol -1
①在一定温度下,在密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.4v逆(N2)=v正(O2)
b.混合气体的密度保持不变
c.c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4
d.单位时间内断裂12molN-H键的同时断裂12molO-H键
②如下图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。
SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是 ;SNCR与SCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是 ;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因主要是 。(用平衡移动原理解释)
11.钴及其化合物可应用与催化剂、电池、颜料与染料等。
(1)CoO是一种油漆添加剂,可通过反应①②制备。
①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1
②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1
则反应2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) 的ΔH= 。
(2)某锂电池的电解质可传导Li+,电池反应式为:LiC6+CoO2C6+LiCoO2
①电池放电时,负极的电极反应式为 ,Li+向 移动(填“正极”或“负极“)。
②一种回收电极中Co元素的方法是:将LiCoO2与H2O2、H2SO4反应生成CoSO4。该反应的化学方程式为 。
(3)BASF高压法制备醋酸采用钴碘催化循环过程如图-1所示,该循环的总反应方程式为 (反应条件无需列出)
(4)某含钴催化剂可同时催化去除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下,将10mol模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图-2所示.
模拟尾气 气体 碳烟
NO O2 He
物质的量分数或物质的量 0.25% 5% 94.75% a mol
①380℃时,测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2,则Y的化学式为 。
②实验过程中采用NO模拟NOx,,而不采用NO2的原因是 。
12.氯乙烯是合成聚氯乙烯的单体。乙烯氧化法是生产氯乙烯的主要方法分三步进行。如图所示:
(1)关于乙烯、氯乙烯、聚氯乙烯说法正确的是 ;
A.都能在氧气中燃烧 B.都能发生加成反应使溴水褪色
C.都能使得酸性高锰酸钾褪色 D.氯乙烯分子中所有原子共平面
(2)图中A物质的化学式为 ;
(3)从环境角度考虑,氧化法的优点是 ;
(4)请写出③化学方程式 。
13.化学选修化学与技术
硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。
(1)工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2,其中硫元素的化合物为 。
(2)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有 (任写一种)。
(3)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂
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
E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
(4)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为 。
(5)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔))。
①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。 。
②工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)

(6)实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4 7H2O),聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m,制备过程如图所示,下列说法正确的是 。
A.炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为:4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O
B.气体M的成分是SO2,通入双氧水得到硫酸,可循环使用
C.向溶液X中加入过量铁粉,充分反应后过滤得到溶液Y,再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾
D.溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,若其pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏大
14.常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害.某化学兴趣小组拟采用如图1处理方法回收废电池中的各种资源。
图1
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是 。
(2)操作A的名称为 。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示).铜帽溶解完全后,可采用 方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为 。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止.主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1mol MnO2参加反应时,共有 mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该应的化学方程式: 。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收.在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图2所示:
图2
根据图可知:
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率 。
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下 强.
15.(A)化学与生活
(1)2015年为加强南海建设,我国对南海多个岛屿进行了“吹埋扩建”。
① 海岛生态环境十分脆弱,下列做法不利于海岛环境保护的是 (填字母)。
a.在海岛上植树造林,加强绿化
b.建设海水淡化厂,减少对海岛地下水的开采
c.在海岛上开展风力发电,减少燃油发电机的使用
d.将生活垃圾运离海岛,就近抛入大海
② 建设岛屿时需用大量水泥。水泥属于 (填字母)。
a.金属材料 b.无机非金属材料 c.有机高分子材料
③ 建设岛屿的工程机械易生锈受损,下列措施中不能减缓工程机械生锈受损的是 (填字母)。
a.对机械配件进行发蓝处理 b.机械停用后及时擦干涂油
c.在机械表面刷上油漆 d.在机械表面上附着多块铜板
④ 海岛上往往缺少新鲜蔬菜,建岛工人需服用含 (填字母)的营养剂以防止患上“坏血病”。
a.维生素A b.维生素B c.维生素C d.维生素D
⑤ 海岛上生存环境恶劣,工人需准备一些常用药物,可选用 (填字母)进行镇热解痛。
a.阿司匹林 b.青霉素 c.胃舒平 d.吗啡
(2)食物是人类赖以生存的物质基础。
① 食物中含有的蛋白质、油脂、淀粉都是人体所需的营养素。蛋白质在人体中完全水解产生 (填物质名称),油脂在人体中水解生成 (填物质名称)和甘油,淀粉在人体内水解的最终产物是葡萄糖,写出该过程的反应方程式: 。
② 市场上销售的食盐品种很多。下列食盐中,所添加的元素不属于人体必需微量元素的是 (填字母)。
a.加锌盐 b.加碘盐 c.加钙盐
③ 纤维素被称为“第七营养素”。从化学成分看,纤维素是一种 (填字母)。
a.多糖 b.蛋白质 c.脂肪
(3)受经济结构转型以及大气环保压力的抑制,2015年我国对煤炭需求明显减少。
① 煤炭直接燃烧引起多种环境问题。燃煤产生的SO2增加了 形成的可能;燃煤排放出大量CO2,CO2浓度增加会加剧 效应,引起地球表面温度上升。
② 治理被酸雨侵蚀过的酸性土壤,可以加入适量的 (填写母)。
a.Ca(OH)2 b.KNO3 c.SiO2 d.NaCl
③处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S,发生反应的化学方程式为: 。
16.按要求填空
17.(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:
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与以黄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. 生产的废渣减少
D.不需要使用催化剂
(1)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
(2)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 。
18.以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题,请根据已知信息问题:
(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是(可多选) 。
A.CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl
B.CH3CH2OH+HCl→CH3CH2Cl+H2O
C.CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
D.CH2=CHCl+H2 CH3CH2Cl
由上述四个反应可归纳出,原子经济性高的是 反应(填反应类型)。
(2)有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂,还可将废水中少量的S2-、NO2-和CN-等有毒有害的还原性酸根离子氧化除去.请写出用ClO2将废水中剧毒的CN-氧化成无毒气体的离子方程式 ,并说明该方法的优点 。
(3)下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图:
活性炭的作用是 ;O3消毒的优点是 ;A、B中放置的物质名称分别是:A ;B 。
19.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)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有 (填字母)。
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)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)。
(3)有学者设想以下图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为 。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。科研人员希望每分钟从C处获得100mL10mol/LH2SO4,则A处通入烟气(SO2的体积分数为1%)的速率为 L/min(标准状况)。
20.【选修2—化学与技术】水处理技术在生产、生活中应用广泛。
(1)工业上常用绿矾做混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体,为了达到更好的效果,要将待处理的水pH调到9左右,再加入绿矾。请解释这一做法的原因: 。(用必要的离子方程式和文字描述)。
(2)根据水中Ca2+,Mg2+的多少,把天然水分为硬水和软水,硬水必须经过软化才能使用。
①硬水软化的方法通常有 、 和离子交换法。离子交换树脂使用了一段时间后,逐渐由NaR型变为CaR2(或MgR2)型,而失去交换能力。把CaR2(或MgR2)型树酯置于 中浸泡一段时间,便可再生。
②当洗涤用水硬度较大时,洗衣粉与肥皂相比, 洗涤效果较好,原因是 。
(3)最近我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中,当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭,活性炭的作用是 。
(4)若生活污水中含大量氮化合物,通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在消化细菌作用下将氧化为: + O2= + H++ H2O。然后加入甲醇与生成N2: + CH3OH= N2+ CO2+ H2O+ OH-(试配平以上两个离子方程式)。
参考答案:
1. 自汽车尾气的排放,煤的燃烧,工业过程等 HSO3- + NO2 = SO3- + HNO2 氢键 HSO3- + 2NO2 + H2O = 2HNO2+ HSO4- 3HNO2HNO3+2NO↑+H2O 用pH试纸分别测二种溶液的pH,pH>7的为NaNO2溶液,pH=7的为NaCl溶液
【详解】(1) NO2和SO2主要来自汽车尾气的排放,煤的燃烧,工业过程等,故答案为:汽车尾气的排放,煤的燃烧,工业过程等;
(2)由图可知,HSO中O—H键的解离过程为:HSO和NO2反应得到SO和HNO2,反应的离子方程式为:HSO3- + NO2 = SO3- + HNO2,故答案为:HSO3- + NO2 = SO3- + HNO2;
(3)由图可知,“水桥”主要靠“虚线”即氢键形成,由图可知,反应物有HSO、H2O、NO2,生成物有HSO4-和HNO2,即HSO与NO2间发生的总反应化学方程式为:HSO3- + 2NO2 + H2O = 2HNO2+ HSO4-,故答案为:氢键;HSO3- + 2NO2 + H2O = 2HNO2+ HSO4-;
(4)红棕色的气体为NO2,HNO2中N元素化合价为+3价,则加热的产物之一为NO,NO种N元素化合价为+2价,加热发生歧化反应,则强酸应为HNO3,结合原子守恒可得HNO2加热发生的反应为:3HNO2HNO3+2NO↑+H2O,故答案为:3HNO2HNO3+2NO↑+H2O;
(5)HNO2是一种弱酸,则NaNO2溶液因NO2-的水解而显碱性,NaCl溶液显中性,所以可用pH试纸分别测二种溶液的pH,pH>7的为NaNO2溶液,pH=7的为NaCl溶液,故答案为:用pH试纸分别测二种溶液的pH,pH>7的为NaNO2溶液,pH=7的为NaCl溶液。
2. C原子与N原子间存在共用电子对,C和N的原子电子层数相同(同周期),核电荷数C<N,原子半径C>N,原子核对核外电子吸引能力C<N,共用电子对偏向N,N元素显负价 2CN-+5ClO-+H2O=HCO3-+N2↑+5Cl- 正 CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3-+9H+ 由原理可知:2ROH~CrO42-~Cr,2ROH~Cr2O72-~2Cr,等量树脂去除Cr2O72-的效率高,因此控制酸性使上述平衡(2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O)正向移动,使CrO42-转化为Cr2O72-
【分析】(1)①根据元素非金属性强弱及对电子对吸引能力大小分析;
②根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒分析、书写;
(2)①根据原电池中阳离子的移动方向确定正、负极;
②原电池中正极上得电子,发生还原反应;负极失去电子,发生氧化反应,结合B极反应物及生成物来分析解答;
(3)由原理可知:2ROH~CrO42-~Cr,2ROH~Cr2O72-~2Cr,等量树脂去除Cr2O72-的效率高。
【详解】(1)①C、N都是同一周期的非金属性元素,原子间以共用电子对,由于元素的核电荷数C<N,所以原子半径C>N,原子半径越小,吸引电子能力就越强,原子核对核外电子吸引能力C<N,因此共用电子对偏向N,而偏离C原子,从而使N元素显负价;
②NaClO具有强氧化性,可将CN-氧化成N2、HCO3-,ClO-被还原产生Cl-,从而消除CN-污染。根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:2CN-+5ClO-+H2O=HCO3-+N2↑+5Cl-;
(2)①在原电池中H+的移动方向是从负极流向正极,根据示意图可知:H+向A电极移动,所以A电极为正极,B电极为负极;
②A是正极,B是负极,负极上CH3COO-失去电子,与溶液中的H2O结合产生HCO3-,同时得到H+,则负极B上发生的电极反应式为:CH3COO--8e-+4H2O=2HCO3-+9H+;
(3)由原理可知:2ROH~CrO42-~Cr,2ROH~Cr2O72-~2Cr,等量树脂去除Cr2O72-的效率高。由于在废水中存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,在其它条件不变时,增大c(H+),使溶液的酸性增强,化学平衡正向移动,使更多的CrO42-转化为Cr2O72-,从而提高了污水中Cr的去除率。
【点睛】本题考查了氧化还原反应的配平、原电池反应原理及化学平衡移动原理的应用识,根据元素化合价的变化,结合氧化还原反应规律配平方程式,会根据离子移动方向判断原电池的正负极,结合题目已知信息,正确书写两个电极的电极反应,会从溶液的pH值对平衡移动的影响分析污水处理原理,注意知识的迁移和应用是解题的关键。
3. O2 CO2(或氮气) 明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到净化目的 水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子 10° 740 1484
【分析】(1)空气中的氮气、氧气、二氧化碳能够在水中溶解;
(2)混凝剂可以是铁盐、铝盐,Fe3+、Al3+水解产生的胶体而具有吸附作用,本身对人体无害;
(3)水的净化是除去水中悬浮物,水的软化是降低水中Ca2+、Mg2+的含量;
(4)将Ca2+、Mg2+的浓度转化为每升水中相应的CaO的质量,然后根据题意计算水的硬度;
(5)先计算10m3水中含有的Ca2+、Mg2+、HCO3-的物质的量,然后根据发生的反应计算消耗的Ca(OH)2的物质的量和质量,然后加入Na2CO3可以使余下的Ca2+完全沉淀。
【详解】(1)空气中含有的氮气、氧气、二氧化碳等能够在水中溶解,因此天然水中溶解的气体主要有氮气、氧气、二氧化碳等成分;
(1)天然水在净化处理过程是加入混凝剂来吸附水中悬浮的固体颗粒,使之形成沉淀而净化除去,加入的混凝剂一般是可溶性的铝盐如明矾、硫酸铝或可溶性铁盐,如硫酸铁、硫酸亚铁,这些盐电离产生的金属阳离子发生水解作用产生金属氢氧化物胶体,这些胶体表面积大,吸附力强,可吸附水中悬浮的固体小颗粒,使之聚集,随着颗粒的增大,重力逐渐增大,当重力大于浮力时,形成沉淀,从而达到净化目的;
(3)水的净化是用混凝剂将水中的胶体微粒及悬浮固体小颗粒沉淀下来,达到水净化目的;水的软化是降低或完全除去水中Ca2+、Mg2+的含量;
(4)水的硬度是由Ca2+和Mg2+共同产生的,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO),若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol/L,c(Mg2+)=6×10-4mol/L,则1L天然水中相当于含CaO的质量为(1.2×10-3+6×10-4)mol×56g/mol=0.1g=100mg,由Ca2+、Mg2+引起的水的硬度为10°。
(5)根据题中已知数据可计算出10m3这种天然水中含Ca2+的物质的量为n(Ca2+)=1.2×10-3mol/L×10m3×103L/m3=12mol,含Mg2+的物质的量为n(Mg2+)=6×10-4mol/L×10m3×103L/m3=6mol,含有HCO3-的物质的量为n(HCO3-)=8×10-4mol/L×10m3×103L/m3=8mol,软化硬水时,加入Ca(OH)2时HCO3-发生的反应为HCO3-+OH-=CO32-+H2O、Mg2+发生的反应为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,两步反应共消耗Ca(OH)2是物质的量为n[Ca(OH)2]==10mol,其质量m[Ca(OH)2]=10mol×74g/mol=740g,此过程形成CaCO3沉淀消耗的Ca2+物质的量为n(Ca2+)=8mol;则剩余Ca2+物质的量为12mol+10mol-8mol=14mol,根据反应Ca2++CO32-=CaCO3↓,还需加入14molNa2CO3才使其沉淀完全,需要Na2CO3质量为m(Na2CO3)= 14mol ×106g/mol=1484 g。
4. 废旧电池的随意丢弃对土壤的污染 HCO3-+H2OH2CO3+OH- CO32-+H2OHCO3-+OH- ;植物根部呼吸时放出二氧化碳,与水反应生成碳酸(土壤有机质分解产生有机酸等其他合理答案都可) 氧化还原反应所释放的 催化剂
【分析】(1)从废旧电池含有的物质成分分析;
(2)Na2CO3、NaHCO3都是强碱弱酸盐,在溶液中弱酸根离子发生水解反应,使溶液显碱性;
(3)好氧菌引发的氧化还原反应是放热反应,放出能量,微生物参加反应,使反应在比较低的条件下进行,起催化剂作用。
【详解】(1)电动自行车使用一些时日后,电池会报废,电池在含有一些重金属元素,它们随意丢弃,会造成土壤污染、水污染,因此从长久来说会带来更大的安全隐患,造成更大污染;
(2)NaHCO3、Na2CO3都是强碱NaOH和弱酸H2CO3发生中和反应产生的盐,在溶液中弱酸根离子CO32-、HCO3-发生水解反应:HCO3-+H2OH2CO3+OH-、CO32-+H2OHCO3-+OH-,消耗了水电离产生的H+,是水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性;
植物的根系会发生呼吸作用产生CO2,空气中也含有CO2,CO2在土壤的水中溶解产生碳酸,碳酸发生电离作用,产生H+,从而使土壤溶液现酸性;
(3)根据题意可知:好气性微生物在溶有氧气的作用下将土壤中的Fe2+、Mn2+氧化为Fe3+、MnO2等高价态物质,可见微生物活动需要的能量来源于O2氧化土壤中的Fe2+、Mn2+产生的能量,是氧化还原反应产生而来;微生物使氧化还原反应在比较低的条件下发生,降低了反应的活化能,但物质的始态、终态不变,微生物起催化剂作用。
【点睛】本题以合理利用土壤为命题为切入点,涉及环境保护、水解、氧化还原反应、化学反应的能量转化等,体现了学以致用的目的和作用。
5. 或
HSO ZnSO3 或
随着pH降低,HSO浓度增大 减小
【分析】向氨水中通入少量的SO2,反应生成亚硫酸铵,结合图象分析pH=6时溶液中浓度最大的阴离子;通过分析ZnO吸收SO2后产物的溶解性判断吸收率变化的原因;通过分析与氧气反应的生成物,分析溶液pH的变化情况。
【详解】(1)向氨水中通入少量SO2时,SO2与氨水反应生成亚硫酸铵,反应的离子方程式为2NH3+H2O+SO2=2+(或2NH3·H2O +SO2=2++H2O);根据图-1所示,pH=6时,溶液中不含有亚硫酸,仅含有和,根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中阴离子浓度最大的是;
(2)反应开始时,悬浊液中的ZnO大量吸收SO2,生成微溶于水的ZnSO3,此时溶液pH几乎不变;一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后,ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2,此时溶液pH逐渐变小,SO2的吸收率逐渐降低,这一过程的离子方程式为ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2(或ZnO+2SO2+H2O=Zn2++2)
(3) pH值大于6.5时,S(IV)以微溶物ZnSO3形式存在,使S(IV)不利于与O2接触,反应速率慢;pH降低,S(IV)的主要以形式溶于水中,与O2充分接触。因而pH降低有生成速率增大;随着反应的不断进行,大量的反应生成,反应的离子方程式为2+O2=2+2H+,随着反应的不断进行,有大量的氢离子生成,导致氢离子浓度增大,溶液pH减小。
6. C C Fe-2e-=Fe2+ 蛋白质 糖类 铁 锌 抗坏血酸 C 卫生填埋 HCHO
【分析】(1)①双相不锈钢钢筋必须强度高、耐腐蚀性,建造的大桥才能使用长久;
②复合材料的定义:复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:(i) 复合材料必须是人造的,是人们根据需要设计制造的材料;(ii) 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分,以所设计的形式、比例、分布组合而成,各组分之间有明显的界面存在;(iii)它具有结构可设计性,可进行复合结构设计;(iv) 复合材料不仅保持各组分材料性能的优点,而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。所以超高分子量聚乙烯纤维属于复合材料;
③建造大桥的过程中还使用了大量的钢结构,这些钢结构露置在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀,电化腐蚀的负极为铁,写出铁失电子的电极反应; 
(2) ①萝卜富含蛋白质、糖类、酶、维生素C、维生素B、木质素、钙、铁、锌、钠,其中蛋白质和糖类可以为人体提供所需能量;钙、钠属于常量元素,铁、锌属于微量元素;
②维生素C有助于增强机体的免疫功能,维生素C又称抗坏血酸;
③淀粉在人体内先在淀粉酶作用下水解生成麦芽糖,再在麦芽糖酶的作用下水解生成葡萄糖;
(3) ①“绿水青山就是金山银山”,良好的生态环境是实现美丽中国的基础,作物秸秆露天焚烧,会产生污染性气体;废干电池就地填埋,重金属会渗入土壤,造成土壤污染;废旧塑料随意丢放,会造成白色污染。
②为防止污染,生活垃圾的无害化处理包含堆肥法、封闭焚烧和卫生填埋。
③甲醛的结构简式为HCHO。
【详解】(1)①双相不锈钢钢筋必须强度高、耐腐蚀性,建造的大桥才能使用长久;
正确答案:C。
②复合材料的定义:复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:(i) 复合材料必须是人造的,是人们根据需要设计制造的材料;(ii) 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分,以所设计的形式、比例、分布组合而成,各组分之间有明显的界面存在(iii)它具有结构可设计性,可进行复合结构设计;(iv) 复合材料不仅保持各组分材料性能的优点,而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。所以超高分子量聚乙烯纤维属于复合材料;
正确答案:C。
③建造大桥的过程中还使用了大量的钢结构,这些钢结构露置在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀,电化腐蚀的负极为铁,负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ ;
正确答案:Fe-2e-=Fe2+。 
(2) ①萝卜富含蛋白质、糖类、酶、维生素C、维生素B、木质素、钙、铁、锌、钠,其中蛋白质和糖类可以为人体提供所需能量;钙、钠属于常量元素,铁、锌属于微量元素;
正确答案:蛋白质 糖类 铁 锌。
②维生素C有助于增强机体的免疫功能。维生素C又称抗坏血酸;
正确答案:抗坏血酸。
③淀粉在人体内先在淀粉酶作用下水解生成麦芽糖,再在麦芽糖酶的作用下水解生成葡萄糖;水解方程式为;
正确答案:。
(3) ①“绿水青山就是金山银山”,良好的生态环境是实现美丽中国的基础,作物秸秆露天焚烧,会产生污染性气体;废干电池就地填埋,重金属会渗入土壤,造成土壤污染;废旧塑料随意丢放,会造成白色污染。
正确答案:C 。
②为防止污染,生活垃圾的无害化处理包含堆肥法、封闭焚烧和卫生填埋;
正确答案:卫生填埋。
③居室装修应使用合格板材,以防止挥发的甲醛超标,甲醛的结构简式为HCHO。
正确答案:HCHO。
7.(1)C
(2) 氧化还原反应 氢气
(3)D
【详解】(1)二氧化碳是空气的成分之一,没有列入空气质量报告,故选C。
(2)在催化剂的作用下,NO与CO反应生成两种无毒的气体,分别是CO2和N2,根据质量守恒定律可知反应的化学方程式为:。该反应中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应。氢气作为能源,具有以下优点:燃烧热值高,燃烧产物是水,是世界上最干净的能源,氢气可以由水制取,来源丰富,汽车燃油改燃气有利于环境保护,因此汽车最理想的清洁燃料是氢气。
(3)A.可吸入颗粒物中细小粉粒状漂浮颗粒物直径一般在0.01微米以下,会直接通过呼吸道进入支气管甚至是肺部,是加重雾霾天气污染的罪魁祸首,A正确;
B.霾影响最大的是人的呼吸系统,可导致呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等,B正确;
C.雾霾天外出最好戴过滤效果好的口罩,这样就可以将一部分固体颗粒阻挡在外,C正确;
D.发电厂的煤经脱硫处理就可以减少SO2的排放,也可以减少空气中含有硫元素的固体小颗粒,有利于减少雾霾的发生,D错误;
故选D。
8. B D C A C B 铜合金 B B C
【详解】分析:(1)①根据人体的六大营养物质的作用分析判断;②碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大;③青霉素是对人和动物组织无毒的抗生素;④维生素C具有还原性;
(2)①根据各种物质的主要成分分析判断;②根据密度小、强度大、耐腐蚀、柔软的特点分析判断;③我国最早使用的合金是青铜器;
(3)①根据空气污染物的种类分析判断; ②根据水污染的物质种类分析判断;③根据资源的合理利用与环境保护的角度分析判断。
详解:(1)①人体的六大营养物质是:水、无机盐、蛋白质、脂肪、糖类和维生素,蛋白质、脂肪、糖类是给人体提供能量的物质,B符合,故答案为B;
②碘是合成甲状腺激素的元素,食盐加碘酸钾可以预防甲状腺肿大,D符合,故答案为D;
③青霉素是最早发现的对许多病原菌有抑制作用,对人和动物组织无毒的抗生素,C符合,故答案为C;
④维生素是生物的生长和代谢所必需的微量有机物,可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两类,是维持人体生命活动必须的一类有机物质,也是保持人体健康的重要活性物质,存在于蔬菜、水果中,具有还原性,A符合,故答案为A;
(2)①A. 汽车轮胎的主要成分为有机复合材料,不属于硅酸盐材料,错误;B. 不锈钢属于金属材料,错误;C. 水泥的主要成分是硅酸盐,属于硅酸盐材料,正确;故选C;
②航天服主要是由具有密度小、强度大、耐腐蚀、柔软等优良性能的特殊材料制成,这些材料属于合成纤维,故选B;
③我国最早使用的合金是青铜器,属于铜合金,故答案为铜合金;
(3)①A. 二氧化硫属于空气污染物,是“空气质量日报”中的首要污染物,不选;B. 二氧化碳不属于空气污染物,不是“空气质量日报”中的首要污染物,选;C. 二氧化氮属于空气污染物,是“空气质量日报”中的首要污染物,不选;D. 可吸入颗粒物属于空气污染物,是“空气质量日报”中的首要污染物,不选;故选B;
②A. 科学合理使用农药,可以有效保护水资源不被污染,不选;B. 任意排放化工厂废水,会造成水资源污染,选;C. 处理生活污水,达标排放可以有效保护水资源不被污染,不选;故选B;
③A.回收利用废纸,可以有效保护资源,减少环境污染,正确;B.回收利用易拉罐可以有效保护资源,减少环境污染,正确;C.填埋废旧电池,电池中的电解质和重金属会污染水资源和土壤,错误;故选C。
9. b bc nCO2+mH2OCn(H2O)m+nO2 a Sn O2+2H2O+4e-==4OH- 塑料 ad 2CO+SO2 S+2CO2 2CN-+5Cl2+8OH-==N2+2CO2+10Cl-+4H2O CHCl3
【详解】(1)①位于第“5”层即顶层,且每天不超过25g的能量物质是油脂,答案选b;②鱿鱼干主要含蛋白质,属于酸性食物,蔬菜、水果属于碱性食物,答案选bc。③表示其光合作用过程的方程式为nCO2+mH2OCn(H2O)m+nO2。(2)①a.铝密度小,铝合金为轻金属材料,耐腐蚀,硬度大,符合高速列车制造使用材料要求,a正确;b.铁合金不是轻金属材料,b错误;c.碳纤维为非金属材料,不符合高速列车制造使用材料要求,c错误;d.硅纤维为非金属材料,不符合高速列车制造使用材料要求,d错误,答案选a;②青铜的主要组成元素是铜和Sn。铜在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时正极氧气得到电子,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。③有机玻璃属于塑料材料。特氟龙(聚四氟乙烯)可作为不粘锅涂层,该聚合物的单体是四氟乙烯,高聚物的结构简式为。(3)①治理被酸雨侵蚀过的酸性土壤,可以加入适量的熟石灰或碳酸钙中和酸,答案选ad;②处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质硫,发生反应的化学方程式为2CO+SO2S+2CO2。③含氰(CN-)废水的处理,是在碱性条件下,向含氰废水中通入Cl2,可将CN-氧化为无毒的N2和CO2,根据电子得失守恒、原子守恒和电荷守恒可知该反应的离子方程式为2CN-+5Cl2+8OH-=N2+2CO2+10Cl-+4H2O。④利用ClO2、O3消毒剂替代液氯,主要是液氯消毒会使水中的多种有机物发生变化,生成有害的物质如CHCl3而可能致癌和致畸。
10. 200℃ K(M)=K(Q)>K(N) 0.93L2/mol2 3△H2+△H3 bd 925℃时脱硝效率高,残留氨浓度较小 反应的活化能较大,没有使用催化剂 因为脱硝反应的正反应是放热反应,温度过高使平衡逆向移动。
【详解】(1)①合成氨的反应为放热反应,反应温度越高,越不利于反应正向进行,曲线a的氨气的物质的量分数最高,其反应温度对应相对最低,所以a曲线对应温度为200°C;故答案为200℃;
②平衡常数与温度有关,与其他条件无关,温度相同时平衡常数相同,反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,则M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N),N点时c(NH3)=0.2mol L-1,氨气体积分数为20%,则:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度(mol/L): x 3x 0
变化浓度(mol/L): 0.1 0.3 0.2
平衡浓度(mol/L):x-0.1 3x-0.3 0.2
所以 =20%,解得x=0.3,平衡常数K==≈0.93,故答案为K(M)=K(Q)>K(N);0.93;
(2)反应II: 2NO(g) +O2(g) 2NO 2(g) △H2,反应III:4NH3(g)+6NO2 (g) 5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l)△H3,根据盖斯定律,将反应II×3+反应III得:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H1= 3△H2+△H3,故答案为3△H2+△H3;
(3)①a. v逆(N2)=4v正(O2)表示正逆反应速率相等,因此4v逆(N2)=v正(O2),表示正逆反应速率不相等,说明反应未达到化学平衡状态,错误;b.该反应属于气体的体积变化的反应,当混合气体的密度保持不变,能够说明反应达到化学平衡状态,正确;c.c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4,不能说明正逆反应速率是否相等,因此不能判断反应是否达到化学平衡状态,错误;d.单位时间内断裂12molN-H键的同时断裂12molO-H键,表示正逆反应速率相等,能够说明反应达到化学平衡状态,正确;故选bd;
②根据图象,925℃时脱硝效率高,残留氨浓度较小,SNCR技术脱硝的最佳温度应该选择925℃,SNCR与SCR技术相比,反应的活化能较大,没有使用催化剂,因此SNCR技术的反应温度较高;因为脱硝反应的正反应是放热反应,温度过高使平衡逆向移动,因此当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,故答案为925℃时脱硝效率高,残留氨浓度较小;反应的活化能较大,没有使用催化剂;因为脱硝反应的正反应是放热反应,温度过高使平衡逆向移动。
11. (a-2b)kJ·mol-1 LiC6-e-═Li++C6 正极 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑ CO+CH3OH→CH3COOH N2O 真实的尾气中的NOx以NO为主(或NO较NO2稳定,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定)
【详解】 (1) ①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1,②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1,根据盖斯定律,将①-②×2得:2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) ,ΔH= (a-2b)kJ·mol-1,故答案为(a-2b)kJ·mol-1;
(2)某锂电池的电解质可传导Li+,电池反应式为:LiC6+CoO2C6+LiCoO2
①电池放电时,负极发生氧化反应,反应的电极反应式为LiC6-e-═Li++C6,原电池中,阳离子向正极移动,Li+向正极移动,故答案为LiC6-e-═Li++C6;正极;
②将LiCoO2与H2O2、H2SO4反应生成CoSO4,反应的化学方程式为2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑,故答案为2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑;
.(3)根据图-1所示,该循环的总反应方程式为CO+CH3OH→CH3COOH,故答案为CO+CH3OH→CH3COOH;
(4)①10mol模拟尾气中含有0.025molNO,0.5mol O2,380℃时,测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2,因此反应的氧气为0.05mol,根据图象反应的NO为(8%+16%)×0.025mol=0.006mol,根据N守恒,生成的N2或N2O的物质的量分别为0.001mol和0.002mol,设N2O的物质的量为x,根据O原子守恒,0.006mol+0.05mol×2=0.0525 mol×2+x,解得x=0.001mol,因此Y为N2O,故答案为N2O;
②真实的尾气中的NOx以NO为主,而且NO较NO2稳定,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定,因此实验过程中采用NO模拟NOx,,而不采用NO2,故答案为真实的尾气中的NOx以NO为主。
点睛:本题考查了化学反应原理的相关知识。本题的难点是图象的识别,(4)①化学式的判断,可以根据原子守恒进行判断,X和Y的物质的量与NO转化率之间的等式关系是解题的易错点和难点。
12.(1)AD
(2)HCl
(3)使氯得到利用,不向环境排放有害气体
(4)4CH2=CH2+2Cl2+O2→4CH2=CHCl+2H2O
【分析】乙烯与氯气加成生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解后生成氯乙烯和HCl,据此分析解题。
【详解】(1)A.含烃及烃的衍生物,都能在氧气中燃烧,故A正确;
B.乙烯、氯乙烯中均含碳碳双键都能发生加成反应,使溴水褪色,而聚氯乙烯不能,故B错误;
C.乙烯、氯乙烯均含碳碳双键都能使得酸性高锰酸钾褪色,而聚氯乙烯不能,故C错误;
D.氯乙烯为平面结构,则分子中所有原子共平面,故D正确;
故答案为AD;
(2)根据质量守恒定律可知:CH2Cl-CH2Cl热裂解生成氯乙烯和氯化氢,所以A为HCl,故答案为HCl;
(3)由合成路线可知,二氯乙烷热裂解生成HCl,再用于合成氯乙烷,从而使氯得到利用,不向环境排放有害气体;
(4)反应③为乙烯、氧气、氯气反应生成氯乙烯,该反应为4CH2=CH2+2Cl2+O2→4CH2=CHCl+2H2O。
13. -1 硫酸铵 D 99.75% SO3从吸收塔底部进入,吸收剂(浓硫酸)从顶部下淋,形成对流 SO2+NH3+H2O===NH4HSO3 2NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑ AB
【详解】试题分析:
(1)FeS2中铁元素是+2价,则硫元素为-1价;
(2)用硫酸制造的常见化肥有硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸锌、硫酸钾等;
(3)硫酸生产中,第二步:SO3的制取反应原理为:2SO2+O22SO3,该反应为可逆反应,根据化学平衡原理为了提高SO2的转化率,通常采用增大O2浓度的方法来达到使SO2尽可能多的转化为SO3的目的。A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎,目的是为了增大黄铁矿与空气的接触面,加快4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2反应速率,而不是从2SO2+O22SO3反应中化学平衡角度考虑,故A不正确;B.使用V2O5作催化剂,催化2SO2+O22SO3反应,只能加快该反应的速率,不能使平衡移动,故B不正确;C.接触室中催化转化器使用适宜的温度,目的是使催化剂活性最强,使反应速率最快,而实际上升高温度,会促使2SO2+O22SO3平衡向吸热方向移动,即逆向移动,不利于提高SO2的转化率,故C不正确;D.从沸腾炉中出来的气体成分为SO2、O2、N2,经过净化后,进入接触室,炉气中要有过量的空气,即增大O2浓度,会促使2SO2+O22SO3平衡正向移动,有利于提高SO2的转化率,故D正确;E.接触室中:2SO2+O22SO3,增大压强促使平衡正向移动(即气体总体积减小的方向),减小压强促使平衡逆向移动(即气体总体积增大的方向).在常压下,不利于平衡正向移动,不利于提高SO2的转化率.对于该化学平衡,压强的增大,促使平衡正向移动,效果并不明显,所以工业上直接采用常压条件,而不采用高压条件,故E不正确;F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,主要目的是防止产生酸雾,阻碍SO3的吸收,与化学平衡移动原理无关,故F不正确;
(4)设二氧化硫的初始浓度为a,则第一次转化掉的二氧化硫浓度为a×95%,剩余的二氧化硫浓度为a×(1-95%),进入第二次转化,则第二次转化掉的二氧化硫浓度为a×(1-95%)×95%,根据公式:转化率═转化浓度/初始浓度×100%,最终SO2的转化率═[a×95%+a×(1-95%)×95%]/a×100%═99.75%;
(5)①从接触室中出来的热气体SO2、O2、N2、SO3,在吸收塔的底部进入,从下向上运动,从吸收塔顶部喷洒冷的浓硫酸,从上向下运动;热气体SO3与冷的浓硫酸相对流动,进行热量交换,故答案为从接触室中出来的热气体SO2、O2、N2、SO3,在吸收塔的底部进入,从下向上运动;从吸收塔顶部喷洒冷的浓硫酸,从上向下运动;热气体SO3与冷的浓硫酸相对流动,进行热量交换;②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,即先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,先用氨水吸收时,发生反应:SO2+2NH3 H2O═(NH4)2SO3,再用浓硫酸处理时,发生反应:(NH4)2SO3+H2SO4═(NH4)2SO4+SO2↑+H2O,以达到消除污染、废物利用的目的;
(6)分析流程可知炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等,溶液X为含有Fe3+离子的溶液,调节溶液PH得到溶液Z加热得到聚铁,溶液X中加入铁反应生成硫酸亚铁溶液Y,蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体。A、炉渣中FeS与硫酸和氧气反应生成硫单质硫酸铁和水,反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O,故A正确;B、炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等,固体W灼烧得到气体为二氧化硫,故B正确;C、溶液X中加入过量铁粉,铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤析出得到绿矾,符合晶体析出步骤,故C错误;D、用pH试纸测定方法为:将试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液,点在试纸的中央,然后与标准比色卡对比.氢氧化铁的含量比硫酸亚铁高,若溶液Z的pH偏小,则聚铁中生成的氢氧根的含量减少,使铁的含量减少,故D错误;选AB。
考点:考查了工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等。
14. 加快溶解速率 过滤 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加热 Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 4 2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O 根先降低后增加 氧化性
【详解】(1)加热适当温度,可促进溶解,故答案为加快溶解速率;
(2)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法,所以该操作名称是过滤,故答案为过滤;
(3)酸性条件下,双氧水能将铜氧化生成铜离子反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;加热条件下,双氧水易分解生成水和氧气,所以除去双氧水的方法是加热,故答案为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O; 加热;
(4)负极发生氧化反应,由方程式可知Zn被氧化生成Zn(OH)2,则电极方程式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,故答案为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止,其主要反应为2 MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4═3MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①该反应中,氧化剂是MnO(OH)、MnO2,还原剂是草酸,当1mol MnO2参加反应时,转移电子的物质的量=(4-3)×2×2=4mol,故答案为4;
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应生成氯化锰、氯气和水,反应方程式为:2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O,故答案为2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O;
(6)①根据图象知,随着pH的增大,汞的吸收率先先降低后增加,故答案为先降低后增加;
②酸性条件下,高锰酸钾具有强氧化性,所以酸性条件下的高锰酸钾氧化性更强,故答案为氧化性。
考点:考查了物质的分离和提纯、原电池原理的相关知识。
15. d b d c a 氨基酸 高级脂肪酸 (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6 c a 酸雨 温室 a 2 CO+SO2S+2 CO2
【详解】试题分析:① a.在海岛上植树造林,加强绿化,有利于固岛、海岛的环境保护,不选;b.建设海水淡化厂,减少对海岛地下水的开采,有利于海岛的环境保护,不选;c.在海岛上开展风力发电,利用自然环境,减少燃油发电机的使用,有利于海岛的环境保护,不选;d.将生活垃圾运离海岛,就近抛入大海,对大海的生态系统会造成破坏,不 海岛的环境保护,选;答案选d.
② 玻璃、水泥和陶瓷属于传统无机非金属材料,答案选b。
③ 对机械配件进行发蓝处理、机械停用后及时擦干涂油、在机械表面刷上油漆,这三种措施均能隔绝空气,防止金属腐蚀,而在机械表面上附着多块铜板,铁比铜活泼,铁、铜海水构成原电池,铁做负极,加速了铁的腐蚀,综上所述,答案选d。
④ 新鲜蔬菜富含维生素C,建岛工人需服用含维生素C的营养剂以防止患上“坏血病”,答案选c。
⑤ 阿司匹林常用于镇热解痛,青霉素是常用的抗菌药品,胃舒平用于治疗胃酸过多,吗啡是止痛药,答案选a。
考点:考查化学与生活。
(1) 热交换器 浓H2SO4与SO3充分接触 6:5 0.41% 用氨水吸收 AC
(2)BCD
(3)CaCO3CaO+CO2↑、SO2+CaOCaSO3、2CaSO3+O2═2CaSO4
【详解】(1)接触室中进行的反应为SO2的催化氧化,为放热反应,使用热交换器可以充分利用反应放出的热量,对原料气进行预热。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接触面积。S+O2=SO2参加反应的硫黄为1 mol,则经流量计1通入的氧气为1.5 mol,流经的空气总量为1.5 mol×5=7.5 mol,
经流量计2通入的氧气为0.5 mol×2.5=1.25 mol,则流经的空气总量为1.25mol×5=6.25mol。则 =1.2。燃烧室剩余的气体空气为7.5mol-1mol=6.5mol。接触室剩余的空气为6.25mol-1×95%×mol=5.775mol。剩余的SO2为1×5%=0.05mol。反应后气体总量为6.5 mol+5.775 mol +0.05 mol=12.325 mol,则尾气中SO2的体积分数为=0.0041。硫酸工业中,尾气SO2用氨水吸收,再用硫酸处理:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。生成的(NH4)2SO4可作肥料。硫铁矿的含硫成分为FeS2,硫元素被氧化生成SO2的同时,铁元素也被氧化生成Fe2O3(废渣),与硫黄直接燃烧相比,耗氧量增加,产生的废渣也增加。答案为热交换器;浓H2SO4与SO3充分接触;6:5;0.41%;用氨水吸收;AC;
(2)A.橡胶的硫化是采用硫黄,A项正确;
B.合成烷基苯磺酸钠需要先合成烷基苯磺酸,而烷基苯磺酸通过烷基苯与浓硫酸的磺化反应生成,B项错误;
C.铅蓄电池用硫酸作为电解质溶液,C项正确;
D.过磷酸钙通过磷酸钙与硫酸反应制得,D项正确;
故选ACD。
(3)SO2经吸收转化为稳定的CaSO4。答案为CaCO3 CaO+CO2↑
SO2+CaO CaSO3、2CaSO3+O2=2CaSO4,CaSO3不稳定,在空气中容易被氧化成CaSO4。
18. AD 加成 2ClO2+2CN-═2CO2↑+N2↑+2Cl- 产物为无毒的气体(CO2和N2) 吸附水中的有机物(或取出水中的异味) 反应产物无毒无害 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
【分析】(1)根据原子经济的概念分析解答;
(2)先根据题意由CN-氧化成无毒的CO2和N2两种气体,结合化合价的变化确定反应物和生成物,然后再利用化合价升降法配平化学方程式;
(3)根据天然水处理的流程图,结合物质的性质分析解答。
【详解】(1)A、CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl中所有原子是否都转化成了所需产物,原子利用率100%,故A符合;B、CH3CH2OH+HCl→CH3CH2Cl+H2O中除目标产物CH3CH2Cl外,还有水生成,原子利用率不是100%,故B不符合;C、CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl 中除目标产物CH3CH2Cl外,还有HCl生成,原子利用率不是100%,故C不符合;D、CH2=CHCl+H2 CH3CH2Cl中所有原子都转化成了所需产物,原子利用率100%,故D符合;由上述四个反应可归纳出,原子经济性高的是加成反应,故答案为AD;加成;
(2)将CN-氧化成无毒的CO2和N2两种气体,C元素由+2→+4,N元素由-3→0价,而ClO2被还原为Cl-,其中ClO2被还原为Cl-,Cl元素由+4→-1价,则反应的离子方程式为:2ClO2+2CN-═2CO2↑+N2↑+2Cl-,其优点为产物为无毒的气体(CO2和N2),不污染环境,故答案为2ClO2+2CN-═2CO2↑+N2↑+2Cl-;产物为无毒的气体(CO2和N2);
(3)根据天然水处理的流程图,活性炭的作用为吸附水中的有机物(或去除水中的异味),O3消毒的优点是反应产物无毒无害,天然水的硬度一般较大,需要软化,除去其中的杂质阳离子和阴离子,因此A为阳离子交换树脂,B为阴离子交换树脂,故答案为吸附水中的有机物(或去除水中的异味);反应产物无毒无害;阳离子交换树脂;阴离子交换树脂。
19. acd (NH4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4] CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O 2240
【分析】(1)a.化石燃料的废气中含有CO2、SO2、NOx等气体;
b.氟里昂排放会破坏臭氧层;
c.汽车燃烧的尾气中含有CO2、SO2、NOx等气体;
d.工业废气中的CO2、SO2、NOx等气体均是酸性气体,可以被碱液吸收;
(2)氨水与SO2反应生成亚硫酸铵、亚硫酸氢铵,亚硫酸铵、亚硫酸氢铵与磷酸反应生成SO2;
(3) ①正极上CO2发生得电子的还原反应生成CH3OH;
②根据电极反应进行计算。
【详解】(1)a.化石燃料的废气中含有CO2、SO2 、NOx等气体,减少化石燃料的使用,开发新能源,可以降低大气中的CO2、SO2、NOx的浓度,故a符合题意;
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放,可以减少臭氧层的破坏,不能降低大气中的CO2、SO2、NOx的浓度,故b不符合题意;
c.汽车燃烧的废气中含有CO2、SO2 、NOx等气体,多步行或乘公交车,少用专车或私家车,可以降低大气中的CO2、SO2、NOx的浓度,故c符合题意;
d. 工业废气中的CO2、SO2、NOx等气体均是酸性气体,可以和碱液反应生成盐,被碱液吸收后再排放,可以工业废气中的CO2、SO2、NOx等气体均是酸性气体,故d符合题意;
综上所述,答案选acd。
(2)氨水与SO2反应生成亚硫酸铵、亚硫酸氢铵,亚硫酸铵、亚硫酸氢铵与磷酸反应生成SO2,同时生成(NH4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4],(NH4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4]是既含N元素、又含P元素的复合肥料;
综上所述,答案为:(NH4)3PO4[或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4]。
(3)①正极上CO2发生得电子的还原反应生成CH3OH,电极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;
综上所述,答案为:CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4时,左边电极的电极反应式为SO2+2e-+2H2O=SO42-+4H+,每分钟从C处获得 100mL10mol/LH2SO4,即获得1molH2SO4,所以则A处通入SO2的物质的量为1mol,通入烟气的体积为1mol×22.4L/mol÷1%=2240L,所以速率为2240L/min;
综上所述,答案为:2240。
20. 4Fe2+ + O2 + 2H2O + 8OH- = 4Fe(OH)3(胶体), Fe2+在碱性条件下,易被氧化成Fe3+,进而水解生成Fe(OH)3(胶体),起到较好的混凝作用。 加热法 药剂法 5%~8%的食盐水 洗衣粉 肥皂易与Ca2+、Mg2+生成沉淀 吸附泄漏在河水中的有机物 1 2 1 2 1 6 5 3 5 7 6
【详解】试题分析:(1)当pH为9时,加入绿矾,亚铁离子被氧化成铁离子,水解生成氢氧化铁胶体,有吸附性,起到较好的混凝作用。(2)①硬水软化常用的方法有加热法;药剂法等;离子交换树脂置于5%~8%的食盐水浸泡,钠离子和镁离子和钙离子交换,使离子交换树脂再生;②因为肥皂易与Ca2+、Mg2+生成沉淀,所以洗衣粉的效果更好;(3)活性炭可以吸附泄漏在河水中的有机物。(4)根据电子守恒和电荷守恒配平,因为每个氧气分子得到4个电子,每个铵根离子失去8个电子,所以二者比例为1:2,所以系数为:1、2、1、2、1; 因为硝酸根中氮元素降低5价,甲醇中碳元素化合价升高6价,所以二者比例为6:5,系数为: 6、5、3、5、7、6。
考点:水处理技术
试卷第1页,共3页
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