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1、2022高中化學 第一單元 走進化學工業(yè)檢測A 新人教版選修2 一、選擇題(本題包括18小題,每小題3分,共54分,每小題只有一個選項符合題意) 1下列化學工業(yè)中有關設備、原料、反應條件配套的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.聯(lián)合制堿法制純堿:吸氨塔、碳酸塔、食鹽、二氧化碳、氨、30~35 ℃的氨化飽和食鹽水吸收CO2 B.接觸法制硫酸:氧化爐、硫鐵礦、V2O5、常溫、常壓 C.合成氨:沸騰爐、焦炭、鐵觸媒、500 ℃ D.氨氧化法制硝酸:合成塔、空氣、鉑銠合金、8 000 ℃ 解析：接觸法制硫酸的適宜溫度為400~500 ℃,B項錯誤;合成氨不使用沸騰爐,

2、其主要設備為合成塔,C項錯誤;氨氧化法制硝酸的溫度不需要8 000 ℃高溫,D項錯誤。 答案：A 2下列化學反應中,起固氮作用的是(　　) A.NO與O2反應生成NO2 B.N2與H2在一定條件下反應生成NH3 C.NH3經(jīng)催化氧化生成NO D.由NH3制碳酸氫銨和硫酸銨 解析：將游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)的氮稱為氮的固定。B項屬于人工固氮。 答案：B 3下面四個選項是四位同學在學習過化學反應速率理論和化學平衡理論以后,聯(lián)系化工生產(chǎn)實際所發(fā)表的看法,你認為不正確的是(　　) A.化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內快出產(chǎn)品 B.化學平衡理論可指導怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品

3、C.化學反應速率理論可指導怎樣提高原料的轉化率 D.正確利用化學反應速率理論和化學平衡理論都可提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益 解析：對化學反應速率理論的研究能夠提高單位時間的產(chǎn)量,但不能提高原料的利用率和轉化率,而對化學平衡理論的研究可以使化學平衡向生成某種產(chǎn)品的方向移動。 答案：C 4工業(yè)上接觸法制硫酸的生產(chǎn)中,下列措施有利于提高SO2轉化率的是(　　) ①V2O5作催化劑?、谕ㄈ脒^量O2?、蹆纱窝趸、躍O2、O2循環(huán)使用?、萃ㄟ^熱交換器進行熱交換 ⑥通入過量的SO2 A.①②③ B.②③④⑤ C.②③④⑤⑥ D.①⑤⑥ 解析：①用催化劑只能增大化學反應速率,不影響化學平衡;

4、⑥中通入過量的SO2,必然導致SO2的轉化率降低。 答案：B 5合成氨的反應采用400~500 ℃溫度的原因是(　　) A.溫度太低反應速率太小 B.該溫度時催化劑活性最大 C.該溫度時反應速率最大 D.該溫度時N2的轉化率最高 解析：工業(yè)合成氨反應的特點是正反應是體積減小的放熱反應。選用的適宜條件是400~500 ℃、鐵觸媒、10~30 MPa,循環(huán)操作(N2與H2的體積比為1∶3)。在400~500 ℃時催化劑的活性最大。 答案：B 6下列關于工業(yè)生產(chǎn)的說法錯誤的是(　　) A.在侯氏制堿工業(yè)中,向飽和氯化鈉溶液中先通氨氣,后通二氧化碳 B.在硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、硝

5、酸工業(yè)中,皆采用循環(huán)操作提高原料利用率 C.在侯氏制堿工業(yè)中,二氧化碳可以循環(huán)利用 D.硫酸工業(yè)中,用水來吸收三氧化硫 解析：硫酸工業(yè)中,是用98%的硫酸來吸收三氧化硫,如果用水來吸收,則會產(chǎn)生酸霧,影響產(chǎn)率,D錯誤。 答案：D 7城市環(huán)境污染是當前突出的環(huán)境問題。如圖甲所示,X河流經(jīng)某工業(yè)城市,其中a處在上游,附近有豐富的黃鐵礦資源,d處在下游,有多個企業(yè)以硫酸為原料。根據(jù)某月該市環(huán)保局監(jiān)測站對X河水質檢測的結果,繪制成圖乙。 根據(jù)甲、乙兩圖,判斷下列說法中錯誤的是(　　) A.造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段 B.工業(yè)、生活污水和固體廢棄物等可能是造成X河污染

6、的污染源 C.d處污染程度減小,可能是某些污染物的離子間發(fā)生反應所致 D.該城市建造硫酸廠時,綜合考慮諸多因素選擇離市區(qū)較遠的a處 解析：硫酸廠選址應建在靠近硫酸消耗中心的地區(qū),避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護要求高的地區(qū)。 答案：D 8下列關于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程的敘述錯誤的是(　　) A.在催化反應室中使用鐵粉作催化劑 B.在催化反應室中運用熱交換技術可充分利用能源 C.把硫鐵礦磨成細粉末,可以提高原料的利用率 D.該反應在400~500 ℃進行主要是因為該溫度下催化劑活性好 解析：硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中,催化反應室所使用的催化劑為V2O5。把硫鐵礦磨成細粉末,可以提高原料的利用

7、率。實際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度、壓強等要綜合化學反應的速率、限度、生產(chǎn)設備等方面來考慮。 答案：A 9含硫48%的黃鐵礦煅燒時FeS2損失2%,則下列說法不正確的是(　　) A.該黃鐵礦含F(xiàn)eS2也是48% B.硫損失也是2% C.鐵損失也是2% D.該黃鐵礦含F(xiàn)eS290% 解析：化合物的損失就是各元素的損失,且化合物的損失率等于所含元素的損失率。 含硫48%的FeS2,含F(xiàn)eS2 答案：A 10下圖是一種以煙道氣為原料合成乙醇的工作原理示意圖。下列說法正確的是(　　) A.該流程圖中只涉及4種形式的能量 B.裝置X把光能轉化為化學能 C.合成塔中生成乙醇的反應是

8、化合反應 D.本工藝減少了煙道氣中CO2的排放 解析：流程圖中涉及的能量有光能、電能、化學能、熱能和動能(機械能),A項錯誤;光能通過光電池轉化為電能,電能通過裝置X轉化為化學能,B項錯誤;合成塔中化學方程式為2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O,不屬于化合反應,C項錯誤。 答案：D 11以下關于氨堿法與聯(lián)合制堿法的認識,不正確的是(　　) A.氨堿法生產(chǎn)純堿的原料便宜易得,步驟簡單,是最早的制堿工藝 B.聯(lián)合制堿法又稱侯氏制堿法,是侯德榜在氨堿法的基礎上改進形成的 C.在聯(lián)合制堿法中,氯化鈉的利用率比氨堿法中的高 D.聯(lián)合制堿法避免了氨堿法中對氯化鈣的處理 解析：氨堿

9、法生產(chǎn)純堿的原料為食鹽和石灰石,便宜易得,但它并非最早的制堿工藝,最早的制堿方法是路布蘭法。氨堿法的產(chǎn)品純度較高,制造步驟也比較簡單,但氯化鈉的利用率不高,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯化鈣難處理,是氨堿法的一大缺點。聯(lián)合制堿法是侯德榜在氨堿法的基礎上改進的,因此也稱侯氏制堿法,該法繼承了氨堿法的優(yōu)點,克服了它的缺點。 答案：A 12在接觸法制硫酸中,進入接觸室的氣體必須凈化、干燥,其主要原因是(　　) A.防止催化劑中毒 B.提高反應效率 C.提高SO2轉化率 D.防止環(huán)境污染 解析：爐氣中的砷、硒雜質可使催化劑的活性降低甚至失效,進入接觸室前必須凈化除去。 答案：A 13下列說法不符合生

10、產(chǎn)實際的是(　　) A.硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化選擇1~10 MPa、400~500 ℃條件下進行 B.尾氣中含有少量SO2,可用石灰水吸收,然后再用硫酸處理 C.工業(yè)上,通常采用以鐵為主的催化劑,在400~500 ℃和10~30 MPa的條件下合成氨 D.造氣中產(chǎn)生的CO,可在催化劑作用下,與水蒸氣反應生成CO2和H2 解析：增大氣體壓強,SO2的平衡轉化率提高得并不多,所以硫酸廠通常采用常壓操作。 答案：A 14在接觸法生產(chǎn)H2SO4的過程中,對“廢氣、廢水、廢渣、廢熱”的處理正確的是(　　) ①廢氣用石灰水或氨水處理　②污水用石灰乳處理?、蹚U渣用來造水泥或煉鐵?、茉O置“

11、廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸汽來供熱或發(fā)電 A.①② B.①③④ C.①②③ D.①②③④ 解析：接觸法生產(chǎn)硫酸尾氣中含有SO2,廢氣可用石灰水或氨水處理;廢水為酸性的,可用堿性的石灰乳處理;廢渣可作為煉鐵的原料,也可以用來提煉貴重金屬,還可作為制造水泥的原料或用于制磚。 答案：D 15工業(yè)制硫酸用硫黃作為原料產(chǎn)生的污染較用黃鐵礦小,主要體現(xiàn)在(　　) A.廢氣 B.廢渣 C.廢水 D.酸雨 解析：用黃鐵礦制硫酸,廢渣較多,而硫黃作為原料,幾乎沒有廢渣,但廢氣的量沒有減少,也會產(chǎn)生廢水。 答案：B 16工業(yè)上常用氨堿法制取Na2CO3,將NH3和CO2先后通入飽和食鹽水而析出小蘇打,再經(jīng)

12、過濾、煅燒得純堿。但卻不能用此方法制取K2CO3,其主要原因是(　　) A.KHCO3溶解度較大 B.KHCO3溶解度較小 C.K2CO3溶解度較小 D.K2CO3溶解度較大 解析：一般金屬的碳酸氫鹽的溶解度大于其碳酸鹽的溶解度。鉀鹽就符合這一規(guī)律。碳酸氫鈉是一特例。 答案：A 17合成氨工業(yè)有下列生產(chǎn)流程,其先后順序為(　　) ①原料氣制備?、诎钡暮铣伞、墼蠚鈨艋蛪嚎s?、馨钡姆蛛x A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④① 解析：按合成氨工業(yè)流程,原料氣制備→原料氣的凈化和壓縮→合成氨→氨的分離是其正確的順序。 答案：B 18在合成氨時,可以提高H2轉化

13、率的措施是(　　) A.延長反應時間 B.充入過量H2 C.充入過量N2 D.升高溫度 解析：由反應:N2+3H22NH3　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,達平衡時H2的轉化率不再變化,所以延長反應時間不能提高H2轉化率。充入過量H2,平衡雖然移動,但H2的轉化率降低,升高溫度使平衡逆向移動,H2的轉化率降低,充入過量N2使平衡正向移動,H2轉化率提高。 答案：C 二、非選擇題(本題包括6小題,共46分) 19(8分)合成氨和接觸法制硫酸都是重要的化學工業(yè)。 (1)在合成氨的實際生產(chǎn)過程中,要分離出氨氣,目的是　　　　　　　　　　　　　;而在硫酸工業(yè)合成SO3過程中,不需要分

14、離出SO3,原因是　　　　　　　　　　　　　。? (2)接觸法制硫酸,尾氣中的SO2可用石灰水吸收生成CaSO3,然后再用硫酸處理,化學方程式為　　　　　　　　,　　　　　　　　。? 解析：(1)從氨合成塔出來的平衡混合氣體中,NH3的體積約占15%,因此需將NH3及時分離出,使化學平衡向正反應方向移動,提高原料的轉化率。SO2的催化氧化反應達到平衡時,SO2的轉化率較高,故不需要分離出SO3。 (2)用石灰水吸收SO2生成CaSO3,然后再用硫酸處理得到含量較高的SO2,可返回用作原料。 答案：(1)減小生成物濃度,使平衡向生成NH3方向移動　該反應向生成SO3的方向進行程度大,達到

15、平衡后SO2含量較少,故不需要分離出SO3 (2)SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O　 CaSO3+H2SO4CaSO4+SO2↑+H2O 20(7分)硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,有關實驗數(shù)據(jù)如下: 　　　　壓強 SO2的　　 　轉化率　　　 溫度　　　 1×105 Pa 5×105 Pa 10×105 Pa 50×105 Pa 100× 105 Pa 450 ℃ 97.5% 98.9% 99.2% 99.6% 99.7% 550 ℃ 85.6% 92.9% 94.9% 97.7% 98.3% (1

16、)在生產(chǎn)中常用過量的空氣是為了　。? (2)高溫對該反應有何影響?　　　　　　　　　　　,實際生產(chǎn)中采用400~500 ℃的溫度除了考慮速率因素外,還考慮到　　　　　　　　　。? (3)增大壓強對上述反應有何影響?　　　　　　　　,但工業(yè)上又常采用常壓進行反應,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)常用濃硫酸而不用水吸收SO3是由于　　　　　　　　　,尾氣中SO2必須回收,主要是為了　　　　　　　　　。? 答案：(1)使平衡正向移動,提高SO2的轉化率 (2)高溫使反應速率加快,縮短了達到平衡所需的時間,但是對SO2的轉化不利　催化劑在該溫度下活性最大,催化效果最佳

17、 (3)加快反應速率,且使平衡正向移動,有利于SO2轉化和SO3的生成　常壓時SO2的轉化率已經(jīng)很高,無采用高壓的必要,采用高壓還受動力、設備等條件的限制,提高了成本 (4)用水吸收SO3易形成酸霧,吸收效果差,而用濃硫酸吸收則不易形成酸霧,吸收效果好　防止空氣污染 21(8分)工業(yè)制硫酸的流程如下所示: (1)早期以黃鐵礦為原料造氣,化學方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,若消耗了12 g FeS2,上述反應有　　　 mol電子發(fā)生了轉移。? (2)如今改用固體硫為原料,同時生產(chǎn)過程中送入過量的空氣,該改進從減少污染物的排放和　　　　　兩個方面體現(xiàn)“綠色化學”。

18、? (3)如果C裝置中生成0.1 mol SO3,可放出9.83 kJ的熱量。則該反應的熱化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)硫酸廠尾氣處理的流程如下: G和M的主要成分一樣,如此處理的目的是　　　　　　　　　　　　,加澄清石灰水的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　。? 解析：(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2　44e- 480 g 44 mol 12 g n(e-) 計算得:n(e-)=1.1 mol 答案：(1)1.1　(2)提高原料的利用率 (3)SO2(g)·mol-1 (4)富集SO2　SO2+Ca2++

19、2OH-CaSO3↓+H2O 22(12分)索爾維法的生產(chǎn)流程如下: 氨水溶液A溶液B 索爾維法能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),但其食鹽利用率只有70%,且所得副產(chǎn)品CaCl2沒有用處,污染環(huán)境。 我國化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法能制得純堿和氯化銨兩種重要產(chǎn)品。氯化銨主要用作氮肥。 侯氏制堿法的原理是:①在30~35 ℃的飽和食鹽水中,先通入氨至飽和,再通入二氧化碳得到碳酸氫鈉沉淀;②過濾,將濾渣加熱而得到產(chǎn)品;③濾液中加入細食鹽粉末,在10~15 ℃,使NH4Cl沉淀,過濾,濾液為飽和食鹽水。 據(jù)此回答下列問題: (1)寫出索爾維制堿法的各步反應的化學方程式: ①　;? ②　;?

20、③　;? ④　。? (2)寫出侯氏制堿法第①步反應的化學方程式: 　。? (3)在索爾維制堿法中,　　　　　　可循環(huán)利用。? (4)在侯氏制堿法中,　　　　　　　可循環(huán)利用。? 解析：應掌握氨堿法各步反應的化學方程式及聯(lián)合制堿法的反應原理。氨堿法中,NH3和部分CO2可循環(huán)利用,聯(lián)合制堿法中CO2和食鹽水可循環(huán)利用。 答案：(1)①NH3+H2O+CO2NH4HCO3 ②NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl ③2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ④2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑ (2)NaCl+H2O+NH3+CO2

21、NaHCO3↓+NH4Cl (3)NH3和部分CO2　(4)CO2和食鹽 23(7分)Ⅰ.固硫劑是把煤燃燒時生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質,可減少二氧化硫對大氣的污染。下列物質中可用作固硫劑的有　　　　。? 　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.CaO B.Na2CO3 C.NH4NO3 D.P2O5 Ⅱ.以黃鐵礦為原料,采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下: 請回答下列問題: (1)在爐氣制造中,生成SO2的化學方程式為? 　。? (2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣　　　、　　　及干燥,如果爐氣不經(jīng)過精制,對SO2催化氧化的影響是　。? (3)在SO

22、2催化氧化設備中設置熱交換器的目的是　　　　　　　　、　　　　　　　　,從而充分利用能源。? 解析：Ⅰ.CaO是堿性氧化物,可與SO2反應;H2SO3的酸性大于H2CO3,Na2CO3與SO2反應,符合強酸制弱酸規(guī)律;NH4NO3、P2O5均不與SO2反應。 答案：Ⅰ.AB Ⅱ.(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2)除塵　水洗　礦塵,砷、硒等化合物使催化劑中毒,水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響 (3)利用反應放出的熱量預熱原料氣體　上層反應氣經(jīng)熱交換器溫度降到400~500 ℃進入下層使反應更加完全 24(4分)以黃鐵礦為原料,用接觸法制取硫酸。黃鐵礦煅燒時FeS2的利用率為90%,SO2轉變?yōu)镾O3的轉化率為95%,SO3被吸收時有2%的SO3隨尾氣排出,現(xiàn)有含F(xiàn)eS2質量分數(shù)為70%的黃鐵礦10 t,問能生產(chǎn)質量分數(shù)為98%的H2SO4多少噸? 解析：設能生產(chǎn)質量分數(shù)為98%的H2SO4的質量為x。 FeS2　　　　　　　~　　　　　　2H2SO4 120 196 10 t×70%×90%×95%×(1-2%) 98%×x 解得:x=9.78 t 答案：9.78 t