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第三单元化学科学与人类文明1.(2018浙江11月选考,8,2分)下列说法不正确的是()A.电解熔融氯化镁可制取金属镁B.电解饱和食盐水可制取氯气C.生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和晶体硅D.接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石答案C电解熔融氯化镁的化学方程式是MgCl2(熔融) Mg+Cl2,可制取金属镁,故A正确;电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,可制取氯气,故B正确;生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和石英,不是晶体硅,故C不正确;接触法制硫酸首先是SO2的制取,SO2主要来源于硫黄或含硫矿石的燃烧,故D正确。2.下列说法不正确的是()A.人类在远古时代就通过燃烧植物的方式开始利用生物质能B.氢能是理想的绿色能源,但人们只能将氢气的化学能转化为热能C.煤中含有硫元素,大量地直接燃烧煤会引起酸雨等环境问题D.太阳能以光和热的形式传送到地面,人们可以直接利用这些光和热答案B可以用氢气构成燃料电池,使化学能转化成电能,故B说法错误。3.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生。下列最有希望的新能源是()天然气煤石油太阳能氢能A.B.C.D.答案D天然气、煤、石油都是化石燃料,太阳能、氢能都是最有希望的新能源,答案选D。4.化学与人类生产、生活、科研密切相关,下列有关说法不正确的是()A.维生素C常用作抗氧化剂,说明它具有还原性B.大力实施矿物燃料的脱硫脱硝技术,可以减少SO2、NO2的排放C.在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,可防止食品受潮、氧化变质D.福尔马林可用作食品的保鲜剂答案D福尔马林为HCHO的水溶液,HCHO有毒,不能用作食品的保鲜剂,故D错误。5.化学与生产生活、环境保护等密切相关。下列做法不正确的是()A.推广使用电动汽车等低碳交通工具B.用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料C.用生物方法脱除生活污水中的氮和磷D.加大铅酸蓄电池、含汞锌锰电池等电池的生产答案D推广使用电动汽车等低碳交通工具,可减少温室气体二氧化碳等的排放,故A正确;用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料,可防止白色污染,故B正确;用生物方法脱除生活污水中的氮和磷,可防止造成新的污染,故C正确;加大铅酸蓄电池、含汞锌锰电池等电池的生产,会造成重金属污染,故D不正确。6.下列解释不科学的是()A.煤炭燃烧过程的“固硫”装置,主要是为了提高煤的利用率B.“水滴石穿”主要原因是溶有CO2的雨水与CaCO3作用生成了可溶性Ca(HCO3)2C.严格地讲,“通风橱”是一种不负责任的防污染手段,因为实验产生的有害气体并没有得到转化或吸收D.“雨后彩虹”“海市蜃楼”既是一种光学现象,也与胶体知识有关答案A煤炭燃烧过程的“固硫”装置,主要是为了吸收煤燃烧产生的二氧化硫,A不正确。7.下列做法不符合生态文明理念的是()A.发展新能源汽车,实现低碳出行B.用氯乙烯生产快餐盒,降低白色污染C.用地沟油制生物柴油,回收利用资源D.科学开发利用自然资源,维护生态平衡答案B发展新能源汽车,实现低碳出行,符合生态文明理念,选项A不符合题意;用氯乙烯生产快餐盒,会造成白色污染,不符合生态文明理念,选项B符合题意;用地沟油制生物柴油,回收利用资源,符合生态文明理念,选项C不符合题意;科学开发利用自然资源,维护生态平衡,符合生态文明理念,选项D不符合题意。8.化学与科技生产、生活环境等密切相关,下列说法不正确的是()A.“霾尘积聚难见路人”,雾和霾所形成的气溶胶具有丁达尔效应B.“天宫”二号使用的碳纤维,是一种新型有机高分子材料C.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染D.“一带一路”是现代丝绸之路,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物答案B碳纤维的成分是单质碳,不是有机高分子材料,B错误。9.2018年世界环境日我国确定的主题为“美丽中国,我是行动者”。下列做法不应提倡的是()A.选择乘公交车、步行和自行车等低碳绿色方式出行B.积极响应滴水必珍、全民节水行动,建设节水型社会C.日常生活中使用一次性筷子、纸杯、快餐盒和塑料袋D.生活垃圾分类投放、分类收集、分类运输和分类处理答案C日常生活中使用一次性筷子、纸杯、快餐盒和塑料袋,造成白色污染,不符合“美丽中国,我是行动者”,选项C选。10.危化仓库中往往存有钠、钾、硫、白磷(P4)、硝酸铵和氰化钾(KCN)等危险品。请回答下列问题:(1)NH4NO3为爆炸物,在某温度下按下式进行分解:5NH4NO3 4N2+2HNO3+9H2O,则被氧化和被还原的氮元素质量之比为。(2)硫酸铜溶液是白磷引起中毒的一种解毒剂:11P4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4。若8 mol H3PO4生成,则被CuSO4氧化的P4的物质的量为mol。(3)处理CN-常用的一种方法是用氯气氧化。若某厂废水中含KCN,其浓度为650 mg/L。现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N均为-3价):KCN+2KOH+Cl2 KOCN+2KCl+H2O。若投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为无毒的N2和CO2。请写出该反应的化学方程式:,若处理上述废水20 L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯g。答案(1)53(2)1(3)2KOCN+4KOH+3Cl2 2CO2+N2+6KCl+2H2O35.5解析(1)5NH4NO3 4N2+2HNO3+9H2O的反应中,氮元素由铵根中-3价升高为0价,被氧化;氮元素由硝酸根中+5价降低为0价,被还原,根据得失电子守恒可知被氧化的氮原子与被还原的氮原子的物质的量之比为(5-0)0-(-3)=53,则被氧化和被还原的氮元素质量之比为53。(2)Cu的化合价由+2降低到+1,CuSO4是氧化剂,P4中部分磷元素由0价降低到-3价,部分磷元素由0价升高到+5价,磷元素的化合价既升高又降低,所以P4既是氧化剂又是还原剂,若有8 mol H3PO4生成,则参加反应的CuSO4为8 mol6024=20 mol,根据得失电子守恒,则被CuSO4氧化的P4的物质的量为20mol145=1 mol。(3)反应中KOCNN2,N化合价由-3升高为0,共升高6价,Cl2KCl,Cl化合价由0降低为-1,共降低2价,化合价升降最小公倍数为6,故N2的化学计量数为1,Cl2的化学计量数为3,结合原子守恒配平其他物质的化学计量数,配平后方程式为2KOCN+4KOH+3Cl2 2CO2+N2+6KCl+2H2O;废水中KCN的质量为650 mg/L20 L=13 000 mg=13 g,物质的量为13 g65 g/mol=0.2 mol,使KCN完全转化为无毒物质,应生成CO2、N2,整个过程中C化合价由+2升高为+4,N元素化合价由-3升高为0,Cl化合价由0降低为-1,根据得失电子守恒可知2n(Cl2)=0.2 mol(4-2)+0.2 mol0-(-3),解得n(Cl2)=0.5 mol,故需要氯气的质量为0.5 mol71 g/mol=35.5 g。11.氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。根据研究报道,N2H4不完全分解得到氨气和氮气,其焓变不易测量。现查得NH3、N2H4与氧气发生反应数据如下:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)H1=-1 530 kJmol-1N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(l)H2=-1 999 kJmol-12NH3(g) N2(g)+3H2(g)H3=+92 kJmol-13N2H4(g) 4NH3(g)+N2(g)H4(1)利用已知数据计算H4=kJmol-1。(2)在体积为2 L的固定的真空密闭容器中通入1 mol N2H4气体,在不同温度下平衡体系中N2H4、NH3物质的量的变化如图所示:下列说法中正确的是。A.由图可知反应3N2H4(g) 4NH3(g)+N2(g)的正反应速率abB.增大压强可以提高N2H4的平衡转化率C.在100 500 之间,若反应达到平衡后升高温度,平衡向逆反应方向移动D.若体系中N2和H2的比例不再变化,则说明反应达到平衡300 反应的平衡常数K=。用文字解释500 之后N2H4物质的量减少的原因:。在图中用实线画出使用催化剂时在不同温度下平衡体系中N2H4物质的量变化图。(3)羟胺(NH2OH)可以看作是N2H4分子内的一个氨基被羟基取代的衍生物。以惰性电极电解硝酸、硫酸水溶液可制备NH2OH,写出生成NH2OH的电极反应式:。答案(1)-4 467(2)CD0.04反应是吸热反应,温度升高利于反应正向进行,NH3浓度下降,进而利于反应正向进行。反应是放热反应,温度升高利于反应逆向进行。当温度高于500 时,NH3浓度下降对反应的影响大于温度升高的影响,所以反应正向进行,N2H4的物质的量减少(3)NO3-+6e-+7H+ NH2OH+2H2O解析(1)根据题给信息再结合盖斯定律,由3-可得3N2H4(g)4NH3(g)+N2(g)H4=-4 467 kJmol-1。(2)a、b点时反应3N2H4(g) 4NH3(g)+N2(g)都达到平衡,此时b点温度高,a、b两点N2H4的浓度相等,所以正反应速率ab,A错误。由热化学方程式可知,增大压强,反应、都逆向移动,所以N2H4的平衡转化率下降,B错误。500 之前,随着温度升高,反应3N2H4(g) 4NH3(g)+N2(g)平衡逆向移动,C正确。根据定义可知体系中N2和H2的比例不再变化说明反应达到平衡,D正确。由图像可知,300 的平衡体系中c(N2H4)=0.2 molL-1,c(NH3)=0.2 molL-1。结合题给信息反应前c(N2H4)=0.5 molL-1和N原子守恒,可知c(N2)=0.2 molL-1,代入3N2H4(g) 4NH3(g)+N2(g)的平衡常数表达式中,可得K=0.04。使用催化剂平衡不移动,所以平衡曲线与虚线重合。(3)由题意可知阴极反应物为NO3-,产物为NH2OH,电极反应式为NO3-+6e-+7H+ NH2OH+2H2O。12.(2017天津理综,10,14分)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。.H2S的除去方法1:生物脱H2S的原理为:H2S+Fe2(SO4)3 S+2FeSO4+H2SO44FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3+2H2O(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5105倍,该菌的作用是。(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是。方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为。.SO2的除去方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生NaOH溶液 Na2SO3溶液(4)写出过程的离子方程式:;CaO在水中存在如下转化:CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)从平衡移动的角度,简述过程 NaOH再生的原理。方法2:用氨水除去SO2(5)已知25 ,NH3H2O的Kb=1.810-5,H2SO3的Ka1=1.310-2、Ka2=6.210-8。若氨水的浓度为2.0 molL-1,溶液中的c(OH-)=molL-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.010-7 molL-1时,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=。答案(1)降低反应活化能(或作催化剂)(2)30 、pH=2.0蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)(3)H2SO4(4)2OH-+SO2 SO32-+H2OSO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成(5)6.010-30.62解析(1)催化剂可降低反应的活化能,大大加快反应速率。(2)由题图可得使用硫杆菌的最佳条件为30 、pH=2;温度过高易使蛋白质变性而失去活性。(3)当n(H2O2)/n(H2S)=4时,反应的化学方程式为4H2O2+H2S H2SO4+4H2O,氧化产物为H2SO4。(5)由Kb=1.810-5=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)c2(OH-)2.0,得c(OH-)=6.010-3 molL-1;Ka2=6.210-8=c(H+)c(SO32-)c(HSO3-),25 时c(OH-)=1.010-7 molL-1的溶液呈中性,则c(H+)=1.010-7 molL-1,解得c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。
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