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(2008?揭陽一模)2007年3月,溫家寶總理在十屆人大五次會議上指出要大力抓好節(jié)能降耗、保護環(huán)境.請你分析并回答下列問題:
(1)“綠色化學”的最大特點在于它是在始端就采用預防實際污染的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,具有“原子經濟性”.下列化學反應不符合“綠色化學”思想的是
BD
BD

A.制備環(huán)氧乙烷:2CH2=CH2+O2
催化劑

B.制備硫酸銅:Cu+2H2SO4 
 加熱 
.
 
 CuSO4+SO2↑+2H2O
C.制備甲醇:2CH4+O2 
催化劑
加熱、加壓
 2CH3OH
D.制備硝酸銅:3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
(2)冶金廢水中含有[Au(CN)2]-,其電離出的CN-有毒,當與H+結合生成HCN時,其毒性更強.工業(yè)上處理這種廢水是在堿性條件下,用NaClO將CN-氧化為CO32-和一種無毒氣體,該反應的方程式為
5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O
5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O
,在酸性條件下,ClO-也能將CN-氧化,但實際處理時卻不在酸性條件下進行的主要原因是
在酸性條件下,CN-與H+結合生成毒性很強的HCN,對人和環(huán)境造成危害
在酸性條件下,CN-與H+結合生成毒性很強的HCN,對人和環(huán)境造成危害

(3)工業(yè)上目前使用兩種方法制取乙醛--“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”.下面兩表提供生產過程中原料、反應條件、原料平衡轉化率和產量等的有關信息:
乙炔水化法 乙烯氧化法
原料 乙炔、水 乙烯、空氣
反應條件 HgSO4、100~125℃ PdCl2-CuCl2、100~125℃
平衡轉化率 乙炔平衡轉化率90%左右 乙烯平衡轉化率80%左右
日產量 2.5噸(某設備條件下) 3.6噸(相同設備條件下)
表一:原料、反應條件、平衡轉化率、日產量
表二:原料來源生產工藝
原料生產工藝過程
乙炔 CaCO3
①850-1100℃
CaO
②+C、電爐
1100℃
CaC2
③飽和食鹽水
C2H2
乙烯 來源于石油裂解氣
從兩表中分析,現代工業(yè)上“乙烯氧化法”將逐步取代“乙炔水化法”的可能原因.
①從產率和產量角度分析
雖然乙烯氧化法的轉化率略小于乙炔水化法,但反應快、日產量比其高得多
雖然乙烯氧化法的轉化率略小于乙炔水化法,但反應快、日產量比其高得多

②從環(huán)境保護和能耗角度分析
兩者反應條件溫度相當,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑,毒性大;乙炔的制取要經過多步反應制得,且消耗大量的熱能、電能;乙烯來源于石油裂解氣,消耗的總能量比乙炔少,且較容易獲得
兩者反應條件溫度相當,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑,毒性大;乙炔的制取要經過多步反應制得,且消耗大量的熱能、電能;乙烯來源于石油裂解氣,消耗的總能量比乙炔少,且較容易獲得
分析:(1)化學反應符合“綠色化學”思想是指產物無污染、原子利用率高的反應;
(2)次氯酸根離子具有氧化性,可以將氫氰根離子氧化,在酸性環(huán)境下,氫氰根離子和氫離子形成的弱酸HCN有劇毒;
(3)對比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”兩種方法,從化學反應速率、日產量、消耗的催化劑的性質以及能源的消耗角度來回答.
解答:解:(1)A、反應屬于化合反應,原子利用率高達100,且產物無污染,故A正確;
B、制備硫酸銅的過程硫酸的利用率低,且生成的二氧化硫是有毒的氣體,故B錯誤;
C、反應屬于化合反應,原子利用率高達100,且產物無污染,故C正確;
D、制備硝酸銅的過程硝酸的利用率低,且生成的二氧化氮是有毒的氣體,故D錯誤.
故選BD;             
(2)次氯酸根離子具有氧化性,可以將氫氰根離子氧化,在堿性條件下,用NaClO將CN-氧化為CO32-和一種無毒氣體氮氣,原理方程式為:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O,在酸性條件下,CN-與H+結合生成毒性很強的HCN,對人和環(huán)境造成危害,所以實際處理時不在酸性條件下進行,
故答案為:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;在酸性條件下,CN-與H+結合生成毒性很強的HCN,對人和環(huán)境造成危害;
(3)①對比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”兩種方法,從產率和產量角度可以看出:雖然乙烯氧化法的轉化率略小于乙炔水化法,但反應快、日產量比其高得多,
故答案為:雖然乙烯氧化法的轉化率略小于乙炔水化法,但反應快、日產量比其高得多;
②對比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”兩種方法,從環(huán)境保護和能耗角度可以知道兩者反應條件溫度相當,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑,汞鹽的毒性大,并且乙炔的制取要經過多步反應制得,且消耗大量的熱能、電能,但是乙烯來源于石油裂解氣,消耗的總能量比乙炔少,且較容易獲得等,
故答案為:兩者反應條件溫度相當,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑,毒性大;乙炔的制取要經過多步反應制得,且消耗大量的熱能、電能;乙烯來源于石油裂解氣,消耗的總能量比乙炔少,且較容易獲得.
點評:本題是一道實驗方案的設計和實驗評價方面的題目,要求學生具有分析和解決問題的能力,綜合性較強,難度大.
練習冊系列答案
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配料 精鹽、碘酸鉀、抗結劑
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(2008?揭陽一模)
元素 Mn Fe
電離能( kJ?mol-1 I1 717 759
I2 1509 1561
I3 3248 2957
Mn、Fe均為第四周期過渡元素,兩元素的部分電離能數據列于下表:
回答下列問題:
(1)Mn元素價電子的電子排布式為
3d54s2
3d54s2
,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難.對此,你的解釋是:
由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少.
由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少.

(2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能與一些分子或離子形成配合物.
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的結構特征是
具有孤對電子
具有孤對電子

②六氯和亞鐵離子〔Fe(CN)64-〕中的配體CN-中C原子的雜化軌道類型是
sp
sp
,寫出一種與CN-互為等電子體的單質分子的路易斯結構式
N≡N
N≡N

(3)三氯化鐵常溫下為固體,熔點:282℃,沸點315℃,在300℃以上升華.易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑.據此判斷三氯化鐵的晶體類型為:
分子晶體
分子晶體

(4)金屬鐵的晶體在不同的溫度下有兩種堆積方式,晶體分別如圖所示.面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數之比為:
2:1
2:1

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(1)A可能的兩種情況的結構簡式:
;
;
(2)寫出反應類型:E→H
消去反應
消去反應
、H→I
加聚反應
加聚反應
;
(3)寫出C→F的化學方程式:
+O2
Cu
+2H2O
+O2
Cu
+2H2O

(4)請設計出由丙烯合成CH3-CH(OH)-COOH的反應流程圖(有機物用結構簡式表示,必須注明反應條件).提示:①合成過程中無機試劑任選;②反應流程圖表示方法示例如下:
反應物
反應條件
反應物
反應條件
…G
反應物
反應條件

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