时间:2019-06-25 21:30:07
1、计算题 某化工厂每小时生产98%（质量分数）硫酸a t（吨），为使硫充分燃烧，且在下一步催化氧化时不再补充空气，要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。若空气中氧气的体积分数为21%，且不考虑各生产阶段的物料损失，求：
（1）该厂每小时消耗标准状况下空气的体积。
（2）为满足题设需求，b%的下限。
参考答案：（1）
；（2）7%。
本题解析：第（1）小题要求对燃烧前后气体体积之间的关系以及对题中b%的含义有清楚的理解，才能迅速、正确地列出算式。解第（2）小题时可以按照第（1）小题的思路进行计算，也可从生成SO2和SO3两反应耗O2的关系，以及空气中氧气的体积分数，即可得出结果。
（1）每小时生产纯硫酸为：
=a×104 mol，因而产生过程中生成的SO2和SO3都是a×104 mol。设每小时消耗空气的体积为V m3，根据S+O2====SO2，消耗的氧气体积等于生成的SO2的体积，因而燃烧前空气的体积等于燃烧后混合气体的体积。由此得出以下关系：空气中O2的体积=反应消耗的O2体积+燃烧后混合气体中的O2体积，即V×0.21="a×104" mol×22.4 L·mol-1×10-3+V×b%，化简后得：V=
。
（2）解法一：由反应方程式S+O2====SO2和2SO2+O2====2SO3可知，S燃烧生成SO2需O2为a×104 mol，SO2氧化为SO3又需O2为0.5a×104 mol，总共需要O21.5a×104 mol，折算成空气的物质的量为：
，此值也即为燃烧后混合气体的体积，则可得：b%="0.5" 
=7%。
解法二：题中“b的下限”其含义是指燃烧后剩余的O2在第二步催化氧化时恰好完全反应，也就是说，燃烧前的氧气恰好满足两步反应。根据化学方程式，两步反应耗氧气之比为2∶1。
所以燃烧后（第一步反应后）混合气体中氧气的体积分数的下限为：b%=1/3×21%=7%。
本题难度：简单
2、推断题 【化学与技术】
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。
?
请回答下列问题：
（1）Fe的原子序数为26，其最外层电子数为2，请写出铁原子结构示意图____。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式?。
（3）氯碱厂获得Cl2的离子方程式为?。
?
（4）由TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于?℃即可。
（5）为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为?时，理论上Cl2的利用率最大。
参考答案：（1）
（2）2FeTiO3＋6C＋7Cl2
2FeCl3＋2TiCl4＋6CO
（3）2Cl- + 2H2O 
H2↑ + Cl2↑ + 2OH-
（4）1412?
（5）7：1
本题解析：（1）铁位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是过渡金属元素的代表，原子序数为26，电子层结构为
（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2，生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO；
（3）工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。阳极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反应）；阴极反应：2H＋+2e－=H2↑（还原反应）；因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：2Cl－+2H2O
H2↑ + Cl2↑ + 2OH－；
（4）Ar气中进行防止钛、镁被氧化；控制温度使TiCl4、Mg、MgCl2转化为蒸气，Ti不熔化，故温度略高于1412℃；
（5）根据2Cl－+ 2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH－；再根据图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2，生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl2
2FeCl3+2TiCl4+6CO，得出关系式2FeTiO3?~?7Cl2?~ 14NaCl，所以为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为7：1时，理论上Cl2的利用率最大。
本题难度：一般
3、选择题 “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，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制的产物，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，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物是
[? ]
A．CO和CH3OH?
B．CO2和H2O ?
C．H2和CO2?
D．CH3OH和H2
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 太湖、巢湖、滇池是我国重点治理的三大湖，三大湖受到严重的富营养化污染，藻类疯狂繁殖，破坏了生态平衡，影响了人民的健康，必须迅速进行治理。请回答：
（1）藻类的狂长，说明水中哪些元素超标？?这些元素从哪里引入的？?
（2）您认为引起藻类大量繁殖最主要的是哪一种元素？?以什么形态出现？?请你设计一个测定此元素的方法。
（3）水质污染程度的重要标志之一为BOD（生物化学耗氧量），它是指由于水中微生物的繁殖或呼吸作用，或水中有机物分解时所消耗的溶解氧的量，单位为mgO2/L。现有巢湖沿岸某电镀厂，不遵守环境法规，每周向湖中排放一次含氰废水，使近岸湖水含CN－的浓度为7.5×10－5mol/L，CN－与O2作用生成CO2、N2等。试问此电镀厂每排放一次废水将使近岸湖水的BOD增大多少？
（4）水质污染程度的另一重要指标为COD（化学耗氧量），它是指水中还原性物质（有机的和无机的），在规定条件下被氧化时，1L水样所消耗的氧的毫克数。测定COD通常有KMnO4法、K2Cr2C7法等。酸性KMnO4法：KMnO4在酸性溶液中经沸水浴加热，将发生：
2KMnO4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+3H2O+5[O]。
①若为0.01000mol/L KMnO4溶液，则1.00mL相当于?mgO2；
②若巢湖水样100mL，加入1:2 H2SO410mL，AgSO41g，混匀后，又加10mL 0.01000mol/L KMnO4溶液，在沸水中加热30min，取出加入10mL 0.02500mol/L Na2C2O4溶液，立即用0.01000mol/L KMnO4滴至微红色在15秒内不变色为终点，耗KMnO4液7.00mL，求巢湖水样的COD为多少？
参考答案：（1）N? P（2） N（3）BOD＝3.0mgO2·dm－3（4）COD＝28 mgO2·dm－3
本题解析：（1）藻类的狂长，主要是 N、P等元素含量超标。（1分）
这些元素，主要因氮肥、复合肥、农药的过量施用，流失到巢湖中造成污染。（2分）
（2）引起藻类大量繁殖的最主要元素是N，它以氨氮，即NH3或NH4＋形态进入湖水中。测定氮量的方法：把水样碱化，将氨蒸出，用过量的硫酸标准液（或硼酸标准液）吸收，然后以氢氧化钠滴定剩余的硫酸（或用盐酸滴定(NH4)2B4O7）。（4分）
（3）4CN－＋5O2＋2H2O==4CO2＋2N2＋4OH－ （H＋参加反应代替水也可以）?
BOD＝1.25×7.5×10－5×3.2×104＝3.0mgO2·dm－3?（4分）
（4）① 0.40
KMnO4～2.5[O]～1.25O2?
② 2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋==2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
Na2C2O4共消耗KMnO4 V＝0.02500×10×0.4/0.01000＝10.0cm3
与水中还原性物质反应的KMnO4为7.0cm3?
COD＝0.40×7.0/0.1＝28 mgO2·dm－3
本题难度：简单
5、填空题 合成氨工业的部分工艺流程如下图所示：
请你回答下列问题：
（1）已知：N2(g)+O2(g) =2NO(g)；△H=180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ；△H=–905kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ；△H=–483.6kJ·mol-1
则N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）的△H=_________________。
（2）改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_________。
A．增大压强
B．降低温度
C．使用催化剂
D．增大反应物的浓度
（3）在一定条件下，将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中，反应情况如右图所示：?
①求5min内的平均反应速率v(NH3)=_______________
②达到平衡时NH3的体积分数为___________%
(4)近年来科学家提出了电解合成氨的方法：采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（装置如图）
请回答：钯电极A是电解池的_______极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是_________________________
参考答案：
（1）?－92.4kJ·mol-1?
（2）? AD
（3）0.04mol/(L·min)? 40
(4) 阴? ;? N2?+ 6e－+6H+= 2NH3
本题解析：略
本题难度：简单