选修② 第二章 化学与资源开发利用 课时作业

选修② 第二章 化学与资源开发利用[课时作业]一、选择题(本题包括8小题，每小题5分，共40分)1．党的十七大报告指出：“加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力．坚持节约资源和保护环境的基本国策，发展环保产业．”下列有关做法不．符合 这一要求的是 ( )A ．将煤液化、气化，提高燃料的燃烧效率B ．安装汽车尾气催化转化装置，使之发生如下反应：4CO ＋2NO 2=====催化剂4CO 2＋N 2C ．在大力推广乙醇汽油的同时，研究开发太阳能汽车和氢燃料电池汽车D ．在水力发电、火力发电、核能发电和风力发电中，要大力发展火力发电解析：A 中将煤液化和气化，是对煤进行深加工，能有效提高煤燃烧产生能量的利用率；B 中，汽车尾气是大气的重要污染物之一，故对汽车尾气进行处理，符合环境保护的要求；C 中推广乙醇汽油，有利于减少污染物的排放量，开发新动力汽车可节约不可再生资源，减少二氧化碳等温室气体的排放；D 中火力发电的主要燃料是煤，其燃烧产生的二氧化硫是大气污染物，二氧化碳能引起温室效应，都不利于环境保护，不符合环保要求．答案：D2．污水处理的主要方法有：①中和法；②化学沉淀法；③氧化还原法；④过滤法．其中属于化学方法的有 ( )A ．①②③B ．①②④C ．②③④D ．①②③④解析：“中和”是指发生了中和反应；“化学沉淀”是指加入化学试剂发生反应产生沉淀；过滤不涉及化学反应，属物理过程，故选A.答案：A3．海水提碘的主要工艺流程如下：海水――→去悬浮杂质――→浓缩――→氧化剂氧化I 2――→萃取剂萃取A．Cl2、乙醇B．NaCl、苯C．Cl2、CCl4D．Na2SO3、CCl4解析：Cl2用以氧化I－，CCl4萃取I2.答案：C4．为了防止瓦斯爆炸，可采取的措施有：a.定期检查矿井内瓦斯的浓度，保持矿井内有良好的通风状况；b.定期向矿井内撒石灰粉，以除去矿井内的瓦斯；c.用矿井通风和控制瓦斯涌出的方法，防止瓦斯浓度超标；d.定期向矿井内喷洒水，以保护矿井内空气湿润；e.杜绝一切非生产需要的火源；f.矿工戴上防毒面具，以防不测．其中正确的是()A．abce B．aceC．acde D．acef解析：瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷在空气中达到一定的浓度时，在明火的点燃下会发生爆炸，所以要防止瓦斯爆炸：①降低甲烷浓度、降低氧气的浓度；②防止明火引爆．故a、c、e正确．答案：B5．(2010·济源模拟)海水中有非常丰富的化学资源，下列有关叙述不正确的是()A．地球上99%的溴元素以溴单质形式存在于海洋中B．在每升海水中含量低于1 mg的元素称为海水中的微量元素C．为了健康，由海水提取的食用盐中需加一定量的KIO3D．世界上生产的镁大部分来自海水解析：地球上99%的溴元素以Br－的形式存在于海洋中，A错误；把海水中低于浓度1 mg/L的元素称为海水中的微量元素，B正确；为防止碘缺乏，通常在食用盐中加一定量的KIO3，C正确；世界上生产的镁大部分也来自海水，D正确．答案：A6．工业上获得苯主要通过()A．煤的干馏B．石油常压分馏C．石油减压分馏D．石油催化裂化碳原子数不一的烷烃混合物，得不到苯．石油催化裂化主要得到含不饱和烃的汽油．故选A. 答案：A7．海水是镁的主要来源之一．从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④电解得到产物．(1)以上提取镁的全过程中没有涉及的化学反应类型是 ( )A ．分解反应B ．化合反应C ．置换反应D ．复分解反应(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是 ( )A ．此法的优点之一是原料取自大海B ．进行①②③步骤的目的是富集MgCl 2C ．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D ．电解法冶炼金属要消耗大量的电能解析：有关反应的化学方程式为：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋H 2O===Ca(OH)2，MgCl 2＋Ca(OH)2===CaCl 2＋Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O ，MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑.答案：(1)C (2)C8．(2010·辽师大附中模拟)自来水加工处理流程如下，下列有关说法不．正确的是 ( )A ．若用FeSO 4作混凝剂，最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池B ．投药时常加入适量的石灰，是为了除去水中Mg 2＋、HCO －3等防止自来水二次污染D．用ClO2消毒自来水，消毒效率是等质量氯气的2.63倍解析：A项中Fe2＋具有较强的还原性，能被氯气氧化为Fe3＋，最终将以Fe(OH)3的形式进入反应沉淀池，A项错误；B项中加入石灰，是因反应Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋OH－＋HCO－3===CaCO3↓＋H2O，使水的硬度降低，B项正确；多次处理自来水过程中易造成二次污染，再次加氯，可消除这一影响，C 项正确；D项中消毒过程中氯元素的化合价发生变化：ClO2→Cl－，1 mol ClO2得5 mol e－；Cl2→2Cl－，等质量的Cl2得67.5 g71 g·mol－1×2＝1.9 mol e－，两者消毒效率之比为5∶1.9＝2.63，D项正确．答案：A二、非选择题(本题包括6小题，共60分)9．(10分)水体富营养化是我国目前和未来20～30年内所面临的重大环境问题之一，我国一些重要大型湖泊(如太湖、滇池等)和水库先后发生了大规模的蓝藻水华，严重影响了我国水体生态系统健康和洪水安全．回答下列问题：(1)水是弱电解质，其电离方程式是______________．其电离平衡常数(K)为________，K W是水的离子积常数，该常数与电离平衡常数的关系是K W＝K×c(H2O)，其中c(H2O)＝________mol/L.(2)我们每天饮用的水必须是“健康水”，“健康水”的标准之一是“水的硬度适中”．下列水中硬度肯定适中的是________(填序号)．A．城市自来水B．地下矿泉水C．人造纯净水D．实验蒸馏水(3)2007年太湖水污染的主要原因是水体富营养化，导致某些浮游生物疯长．能够使水体富营养化的元素有________(写出元素符号)．假设太湖边某三个化工厂排出的污水中分别含有硝酸铵(甲化工厂)、盐酸(乙化工厂)、氨水(丙化工厂)．如果让你设计方案治理乙、丙化工厂的污染，你的方案是：__________________________(写出原理即可)．解析：(1)水是一种弱电解质，不管是纯水，还是水溶液，都存在水的电离．跟其他化学平衡一样，用其平衡常数来描述其电离程度的大小．在水的电离平衡常数中，K 是常数，而1 L 纯水的物质的量是1 000 g 18 g/mol＝55.56 mol ，所以忽略温度的影响，水的浓度也是一个常数，K W ＝K ×c (H 2O)，则K W 即为水的离子积(常数)．(2)纯净水和蒸馏水的硬度极小，不宜长时间饮用，而有些地下矿泉水，特别是岩石地质中的矿泉水，硬度非常大；而城市自来水是经过处理的地下水或地上水，所以硬度适中．(3)人为的向江河湖海中排放有害物质是导致海水、湖泊富营养化的根本原因，能导致水体富营养化的元素是氮、磷等．三个化工厂排放的污水中含有盐、酸、碱，HCl 和NH 3·H 2O 分别属于酸、碱，所以对于乙、丙化工厂的污水可以采用先混合(提取有用物质)、然后排放的治理方法．答案：(1)H 2O H ＋＋OH － 2()()()c H c H c H O +-⋅ 55.56(2)A (3)N 、P 使含有盐酸与氨水的污水混合，发生中和反应后再排放10．(10分)(2010·银川模拟)某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废旧塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图．加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表：(1)试管A 中的残留物有多种用途，如下列转化就可用于制取高聚物聚乙炔．A 中残留物――→①电石――→②乙炔――→③聚乙炔写出反应②、③的化学方程式___________________________________________、(2)试管B 收集到的产品中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质，其一氯代物有________种．(3)锥形瓶C 中观察到的现象是____________________________．经溴水充分吸收，剩余气体经干燥后的平均相对分子质量为________．(4)写出C 中逸出的气体在工业上的两种用途：________________________、____________________.解析：试管B 收集到的产品中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是甲苯，其一氯代物有4种；锥形瓶C 中观察到的现象应该为乙烯、丙烯使溴水褪色；还剩有H 2和CH 4，其平均相对分子质量为12＋24122＋2416＝4.8. 答案：(1)CaC 2＋2H 2O ――→引发剂Ca(OH)2＋C 2H 2↑ n HC ≡CH ――→引发剂(2)4(3)棕黄色溶液变无色或褪色 4.8(4)合成氨原料 用作燃料 有机化工原料(任选两种，合理就可以)11．(10分)四川有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：请填写下列空白：(1)已知0.5 mol 甲烷和0.5 mol 水蒸气在t ℃，p kPa 时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ 热量．该反应的热化学方程式是：_____________________________________________________________________.(2)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60×107 L甲烷为原料能够合成________L氨气．(假设体积均在标准状况下测定)(3)已知尿素的结构简式为H2N NH2，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：①________________，②________________.解析：(1)书写热化学方程式时要注意反应物的量与反应热的关系，同时还要注意反应物和生成物的状态．(2)根据反应关系式可知：CH4～2NH35．60×107 L×75%8.4×107答案：(1)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH(t℃，p kPa)＝＋2a kJ/mol(2)8.4×107(3)①②NH4N===C===O12．(10分)(2009·重庆高考)工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅．(1)如图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是；NaOH溶液的出口为(填字母)；精制饱和食盐水的进口为(填字母)；干燥塔中应使用的液体是.(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注．O 2反应，产物有两种，化学方程式为_______________________________________．②SiCl 4可转化为SiHCl 3而循环使用，一定条件下，在20 L 恒容密闭容器中的反应：3SiCl 4(g)＋2H 2(g)＋Si(s)4SiHCl 3(g)达平衡后，H 2和SiHCl 3物质的量浓度分别为0.140 mol/L 和0.020 mol/L ，若H 2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl 的质量为 kg.(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg ，则生成氢气 m 3(标准状况)．解析：(1)电解饱和食盐水的电极反应分别为：阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑；阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑.所以阳极产物为氯气，H ＋在阴极放电，水中的c (OH －)增大，即NaOH 在阴极(a 处)产生．电解饱和食盐水所用的阳离子交换膜只允许阳离子(Na ＋)通过，阻止阴离子和气体通过，电解过程中，Cl －在阳极大量消耗，因此应在阳极区(d 处)补充NaCl.干燥塔干燥的气体为Cl 2，应用浓H 2SO 4.(2)①光导纤维为SiO 2，产物为两种，另一种物质只能为HCl.②n (H 2)＝⎝⎛⎭⎫0.140＋0.022 ×20＝3 mol ，由2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑2×58.5 2m (NaCl) 6 gm (NaCl)＝351 g≈0.35 kg.(3)由题意，可写出反应的化学方程式为：NaCl ＋3H 2O=====通电NaClO 3＋3H 2↑106.5 6213 kg m (H 2)m (H 2)＝12 kg ，n (H 2)＝6000 mol ，V (H 2)＝134.4 m 3.答案：(1)氯气 a d 浓硫酸(2)①SiCl 4＋2H 2＋O 2=====高温SiO 2＋4HCl②0.35 (3)134.413．(10分)海水中镁的总储量约为2.1×1015t ，目前世界上60%的镁来自海水．工业中从海水中提取镁的流程如图所示：试回答下列问题：(1)请写出从海水提取镁的过程中①②反应的化学方程式：① ；② .(2)工业上采用电解MgCl 2的方法制得金属镁，电解槽中阴极的电极反应式为__________________________________________________________________．(3)工业上制取金属铝时不用电解AlCl 3的方法而是用电解熔融Al 2O 3的方法，试解释铝电解槽中的阳极炭块为何要定期更换？________________________________.解析：生产原理为利用CaCO 3分解得到的CaO 溶于水生成Ca(OH)2，利用Ca(OH)2将Mg 2＋沉淀下来．Mg(OH)2与盐酸反应生成MgCl 2，得到MgCl 2晶体后在熔融条件下进行电解，得到Mg 单质．工业上制Al 要电解Al 2O 3，是因为AlCl 3为共价化合物．答案：(1)①CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑②MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑(2)Mg 2＋＋2e －===Mg(3)阳极材料中的炭与阳极产生的氧气发生反应而不断地被消耗14．(10分)我国西部有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：(1)转化一氧化碳的过程中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________.(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一如下：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气．请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：___________________________________________________________________.(3)尿素、硝酸铵等化肥的利用给农业生产带来了翻天覆地的变化．由上图可知，合成尿素反应的化学方程式为________________________．在生产硝酸铵时，制取硝酸的尾气中含有NO 和NO 2等污染物，为了防止污染大气，可以用甲烷在催化剂作用下将氮的氧化物还原为空气的主要成分而除去．写出甲烷与NO 2反应的化学方程式：________________________________________________. 解析：(1)H 2O 将CO 氧化为CO 2.(2)增大反应物浓度有利于增大反应速率；减小生成物浓度有利于平衡右移．(3)甲烷将NO 2还原为N 2，本身转化为CO 2.答案：(1)CO ＋H 2O(g)=====高温CO 2＋H 2(2)增大N 2、H 2的浓度有利于增大反应速率；减小NH 3的浓度有利于平衡向正反应方向移动(3)2NH 3＋CO 2=====加热、加压CO(NH 2)2＋H 2OCH 4＋2NO 2=====催化剂CO 2＋N 2＋2H 2O。