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1、简答题 “绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物.下列化学反应符合“绿色化学”理念的是( )
A.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
B.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
C.制有机玻璃的单体:CH3C≡CH+CO+CH3OH

D.

参考答案:A、因有毒气体二氧化硫生成,故A错误;
B、因有毒气体二氧化氮生成,故B错误;
C、原子利用率为100%,故C正确;
D、HBr是副产品,原料利用率不高,故D错误;
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 (13分)工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)
CO2+H2。t℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)?△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____300℃(填“>”、“<”或“=”)。
T/℃
| T1
| 300
| T2
|
K
| 1.00×107
| 2.45×105
| 1.88×103
|
(3)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,不同温度下NH3产率如图所示。温度高于900℃时,NH3产率下降的原因?。

(4)在上述流程图中,氧化炉中发生反应的化学方程式为___________。
(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)?△H= -574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g) +2H2O(g)?△H= -1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:________________________。
(6)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式____________________,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是__________(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为_______________________。
参考答案:(1)1?(2)<?(3)温度高于900℃时,平衡向左移动。(4)
(5)CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)?△H=-867kJ/mol
(6)4NH3+3O2
?2N2+6H2O;负极;? 2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O
本题解析:(1)起始时CO和水蒸气的物质的量浓度分别是0.2mol/L和0.3mol/L。平衡时氢气时0.12mol/L,所以生成CO2也是0.12mol/L,消耗CO和水蒸气都是0.12molL/L,因此平衡时CO和水蒸气的物质的量浓度分别是0.08mol/L和0.18mol/L,因此平衡常数K=
。
(2)因为是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以T1<300℃。
(3)因为是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,即温度高于900℃时,平衡向左移动,所以产率降低。
(4)氧化炉中发生的是氨的催化氧化,所以方程式为
。
(5)考查盖斯定律的应用,(①+②)÷2即得到CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),所以反应热是(-574kJ·mol-1-1160kJ·mol-1)÷2=-867kJ/mol。
(6)根据反应物和生成物可知,方程式为4NH3+3O2
?2N2+6H2O。氨气在反应中失去电子,所以在负极通入,电极反应式为2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O。
本题难度:一般
3、选择题 绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
4、填空题 (10分)化学原理常应用于工业生产,如氯碱工业和硫酸工业:
(1)氯碱工业用到的设备为离子交换膜电解槽,电解时阳极加入? ___________(填试剂名称),阴极产物为_________________(填化学式),电解的总反应方程式____________________________________________________.
(2)接触法制硫酸主要分成三步,第一步是煅烧黄铁矿,在___________中进行,第二步是催化氧化,发生反应的方程式___________________________________________,
第三步是吸收三氧化硫。取制备的少量硫酸用1mol/L氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液的体积为400mL,放出热量为Q kJ,写出表示该反应中和热的热化学方程式___________________________________________________。
参考答案:(1)饱和食盐水(1分)? H2 NaOH (2分,缺一不可)
2NaCl? +? 2H2O ="=" 2NaOH + H2↑+Cl2↑(条件电解)(2分)
(2)沸腾炉(1分)? 2SO2+ O2
2SO3 (条件催化剂加热) 2分
NaOH(aq)+
H2SO4(aq)===
Na2SO4(aq)+H2O(l);ΔH=-2.5Q kJ·mol-1
本题解析:略
本题难度:简单
5、选择题 化学与环境和生产生活密切相关。下列有关说法正确的是
[? ]
A.自来水生产中应尽量使用明矾和二氧化氯净水、消毒
B.绿色化学的核心是在化学合成中将原子充分利用,转化为新的原子
C.添加硫酸铁制“铁强化酱油”,添加碘化钾制加碘盐
D.高纯硅在太阳能电池中有重要应用
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单