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第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 測(cè)評(píng)(A) (時(shí)間:60分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.采用循環(huán)操作可提高原料利用率,下列工業(yè)生產(chǎn)中,沒有采用循環(huán)操作的是(　　) A.硫酸工業(yè) B.合成氨工業(yè) C.硝酸工業(yè) D.氯堿工業(yè) 解析:硫酸工業(yè)及合成氨工業(yè)的反應(yīng)中都有可逆反應(yīng),采用循環(huán)操作將尾氣中原料氣分離再重新進(jìn)行反應(yīng)。氯堿工業(yè)中,電解飽和食鹽水后,從陽極室流出的淡鹽水等也是循環(huán)應(yīng)用。硝酸工業(yè)中,采用通入過量O2,使NO全部被氧化,所以不采用循環(huán)操作。 答案:C 2.下列符合實(shí)際并用于工業(yè)生產(chǎn)的是(　　) A.CO2通入氫氧化鈉溶液中制Na2CO3 B.H2和Cl2光照制HCl C.Cl2通入澄清石灰水中制漂白粉 D.用硫黃制硫酸 解析:制Na2CO3的方法是侯氏制堿法,A項(xiàng)錯(cuò)誤;H2和Cl2的混合氣體光照會(huì)引起爆炸,工業(yè)制HCl的方法是使Cl2在H2中燃燒,B項(xiàng)錯(cuò)誤;澄清石灰水中Ca(OH)2濃度太小,制取漂白粉的方法是向石灰乳中通Cl2,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 3.下列關(guān)于氨堿法和聯(lián)合制堿法說法錯(cuò)誤的是(　　) A.兩者的原料來源相同 B.兩者的生產(chǎn)原理相同 C.兩者對(duì)食鹽利用率不同 D.兩者最終產(chǎn)品都是Na2CO3 解析:氨堿法:以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料,聯(lián)合制堿法:以食鹽、氨和二氧化碳(來自合成氨中用水煤氣制取氫氣時(shí)的廢氣)為原料,兩者的原料來源不相同,A錯(cuò)誤;氨堿法其化學(xué)反應(yīng)原理是:NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,聯(lián)合制堿法:包括兩個(gè)過程:第一個(gè)過程與氨堿法相同,將氨通入飽和食鹽水而形成氨鹽水,再通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀,經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3晶體,再煅燒制得純堿產(chǎn)品,第二個(gè)過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯化銨晶體,B正確;氨堿法的最大缺點(diǎn)在于原料食鹽的利用率只有約70%,聯(lián)合制堿法最大的優(yōu)點(diǎn)是使食鹽的利用率提高到96%以上,C正確;氨堿法和聯(lián)合制堿法兩者最終產(chǎn)品都是Na2CO3,D正確。 答案:A 4.認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,對(duì)學(xué)好化工生產(chǎn)知識(shí)具有重要意義。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.SO2合成SO3雖然屬于放熱反應(yīng),但工業(yè)上合成SO3時(shí)仍需加熱 B.合成氨工業(yè)采用高溫、高壓和使用催化劑的條件,因這些條件都符合化學(xué)平衡原理 C.合成純堿的過程中,應(yīng)首先向飽和食鹽水中通入NH3,再通入足量CO2 D.通過加壓降溫的方法可獲得制備NH3的原料氣N2 解析:合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),從化學(xué)平衡的角度分析,低溫更有利于合成氨,B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:B 5.比較工業(yè)合成氨與接觸法制硫酸中SO2催化氧化的生產(chǎn)過程,下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A.這兩個(gè)生產(chǎn)過程中,都使用了合適的催化劑 B.都選擇了較高的溫度 C.都采用了使其中一種原料過量以提高另一種原料利用率的方法 D.都采用了高壓的生產(chǎn)條件 解析:兩個(gè)過程中都采用了高溫、催化劑條件,合成氨需高壓而SO2的催化氧化常壓即可。 答案:D 6.石灰石是一種化工原料,可以通過反應(yīng)生成一系列物質(zhì),如圖: 下列說法正確的是(　　) A.漂粉精是混合物,主要成分是氯化鈣 B.圖示的制純堿方法,要求先向飽和食鹽水中通NH3,然后再通CO2 C.純堿屬于堿,俗名蘇打 D.制取純堿和漂粉精所涉及的反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng) 解析:漂粉精為氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)的產(chǎn)物,2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,其主要成分是次氯酸鈣和氯化鈣,A錯(cuò)誤;NH3極易溶于水且溶液呈弱堿性,再通入CO2使之更多地轉(zhuǎn)化為HCO3-,故工業(yè)上,可先向飽和食鹽水中通入NH3后再通入CO2制NaHCO3,碳酸氫鈉受熱分解制取純堿,B正確;純堿是碳酸鈉,俗名蘇打,是由鈉離子和碳酸根離子組成的化合物,屬于鹽,C錯(cuò)誤;向飽和食鹽水中通NH3,然后再通CO2制取碳酸氫鈉,加熱分解碳酸氫鈉制取純堿,兩反應(yīng)中元素化合價(jià)沒有變化,屬于非氧化還原反應(yīng),但制備漂粉精的反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)由0價(jià)變化為-1、+1價(jià),屬于氧化還原反應(yīng),D錯(cuò)誤。 答案:B 7.下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)的說法錯(cuò)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)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(huì)產(chǎn)生酸霧,影響產(chǎn)率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 8.化學(xué)工業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用舉足輕重。下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述中正確的是(　　) A.硫酸生產(chǎn)中常采用高壓條件提高SO2的轉(zhuǎn)化率 B.合成氨中及時(shí)分離氨氣可提高反應(yīng)速率 C.硫酸生產(chǎn)中可用水直接吸收SO3生成硫酸 D.純堿廠最好建在合成氨廠附近 解析:生產(chǎn)中應(yīng)考慮壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;及時(shí)分離氨氣可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,B錯(cuò)誤;硫酸生產(chǎn)中用濃硫酸吸收SO3,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 9.合成氨所用的H2可由煤與水反應(yīng)制得,其中有一步反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0,欲提高CO轉(zhuǎn)化率可采用的方法有:①降低溫度;②增大壓強(qiáng);③使用催化劑;④增大CO的濃度;⑤增大水蒸氣的濃度,其中正確的是(　　) A.①②③④⑤ B.①⑤ C.①④⑤ D.⑤ 解析:該反應(yīng)是一個(gè)氣體總體積不變的放熱反應(yīng),欲提高CO的轉(zhuǎn)化率,可設(shè)法使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),顯然降低溫度可以滿足這一要求;增大水蒸氣的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率也可以增大;但若增大CO的濃度,平衡雖然向右移動(dòng),但CO的總量增大,其轉(zhuǎn)化率反而減小。增大壓強(qiáng)和使用催化劑的操作只能加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,而與平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率無關(guān)。 答案:B 10.某工廠用CaSO4、H2O、NH3、CO2制備(NH4)2SO4,其工藝流程如下: 下列推斷中,不合理的是(　　) A.氣體1是CO2,氣體2是NH3 B.通入的NH3必須過量 C.CO2可被循環(huán)使用 D.生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3 解析:由于H2CO3的酸性弱于H2SO4,且CaCO3能溶于強(qiáng)酸,故“氣體1”不可能是CO2,應(yīng)是NH3,而“氣體2”是CO2,且“氣體1”即NH3必須過量,由關(guān)系式CaSO4~2NH3知,每生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3。 答案:A 二、非選擇題(本題包括3小題,共50分) 11.(16分)用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),回答有關(guān)問題: (1)玻璃管E內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　。 (2)小試管C的作用是　。 (3)廣口瓶D內(nèi)盛的試劑是　　　　,裝置D的3個(gè)主要作用是　 　。 (4)若U形管內(nèi)收集到的物質(zhì)很少,分析其原因,不可能的是　　　　(填序號(hào))。 ①裝置氣密性不好 ②制得的SO2中混有少量H2S雜質(zhì),使催化劑中毒 ③氣流速度過快 (5)從U形管導(dǎo)出的尾氣的處理方法是　。 解析:本題(1)中方程式的書寫要注意條件和反應(yīng)符號(hào)“”;SO2的氣體中不會(huì)有H2S氣體雜質(zhì),所以產(chǎn)物少的原因不可能是混有H2S雜質(zhì)引起的;SO2氣體有毒,需用NaOH溶液將其吸收。 答案:(1)2SO2+O22SO3 (2)起安全瓶的作用,防止液體倒吸入試管中 (3)濃硫酸　干燥SO2和O2、將SO2和O2混合均勻、通過觀察氣泡調(diào)節(jié)氣體的流速 (4)② (5)用NaOH溶液吸收 12.(17分)氨氣是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的產(chǎn)品,合成氨并綜合利用的某些過程如圖所示: (1)原料氣中的氫氣來源于水和碳?xì)浠衔?。?qǐng)寫出甲烷和水在催化劑和高溫條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式: 　。 (2)在工業(yè)生產(chǎn)中,設(shè)備A的名稱為　　　　,A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是　。 (3)上述生產(chǎn)中向母液通入氨氣同時(shí)加入　　　　,可促進(jìn)副產(chǎn)品氯化銨的析出。長(zhǎng)期使用氯化銨會(huì)造成土壤酸化,尿素適用于各種土壤,在土壤中尿素發(fā)生水解,其水解的化學(xué)方程式是　。 (4)純堿在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用,請(qǐng)寫出任意兩種用途:　。 (5)圖中所示工業(yè)制法獲得的純堿中常含有NaCl雜質(zhì),用下述方法可以測(cè)定樣品中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 樣品m g溶液沉淀 固體n g ①檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是 　。 ②樣品中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為　。 解析:(1)依據(jù)題給的信息,甲烷與水在高溫催化劑作用下生成二氧化碳(或一氧化碳)和氫氣,故化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4+2H2OCO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2; (2)在生產(chǎn)中,設(shè)備A中應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物純堿,故A為沉淀池,發(fā)生的反應(yīng)為NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3↓; (3)副產(chǎn)物為氯化銨,需要引入氯離子,且目標(biāo)產(chǎn)物為純堿,故在通入氨氣的同時(shí),加入NaCl,尿素水解生成氨氣和二氧化碳,故反應(yīng)為CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑; (4)純堿在日常生活中應(yīng)用廣泛,常用于制玻璃、制肥皂、造紙、紡織、印染等; (5)①檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法為:取少量最后一次洗滌所得濾液,向其中加入稀H2SO4溶液(或AgNO3溶液),若產(chǎn)生白色沉淀,則沉淀沒有洗滌干凈;若無白色沉淀生成,則沉淀已洗滌干凈; ②生成ng固體為BaCO3,物質(zhì)的量為ng197gmol-1,故碳酸鈉的質(zhì)量為ng197gmol-1106gmol-1,故氯化鈉的質(zhì)量為(m-106n197)g,故質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(m-106n197m100%)=(1-106n197m)100%。 答案:(1)CH4+2H2OCO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2 (2)沉淀池　NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3↓ (3)NaCl　CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑ (4)制玻璃、制肥皂 (5)①取少量最后一次洗滌所得濾液,向其中加入稀H2SO4溶液(或AgNO3溶液),若產(chǎn)生白色沉淀,則沉淀沒有洗滌干凈;若無白色沉淀生成,則沉淀已洗滌干凈　②(1-106n197m)100% 13.(17分)合成氨工業(yè)、硫酸工業(yè)的生產(chǎn)工藝流程大致為: 合成塔和接觸室中的反應(yīng)分別為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。 (1)寫出流程中設(shè)備的名稱:B　　　　,X　　　　。 (2)進(jìn)入合成塔和接觸室中的氣體都要進(jìn)行熱處理,最理想的熱處理方法是　　　　。 (3)采用循環(huán)操作可提高原料的利用率,下列生產(chǎn)中,采用循環(huán)操作的是　　　　(填序號(hào))。 ①硫酸工業(yè)?、诤铣砂惫I(yè)?、巯跛峁I(yè) (4)工業(yè)上常用98%的硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是　。 (5)工業(yè)生產(chǎn)中常用氨—酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的。硫酸工業(yè)尾氣中的SO2經(jīng)處理可以得到一種化肥,該肥料的化學(xué)式是　　　　。 (6)根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理,下列條件或措施合理的是　　　　(填序號(hào))。 ①合成氨工業(yè)在高壓下進(jìn)行?、诤铣砂惫I(yè)和硫酸工業(yè)都使用催化劑?、奂皶r(shí)將氨液化而分離?、芰蛩峁I(yè)中,凈化后的爐氣中要有過量空氣?、莺铣砂惫I(yè)和硫酸工業(yè)都采用適宜的溫度 答案:(1)循環(huán)壓縮機(jī)　沸騰爐 (2)逆流換熱(或充分利用反應(yīng)中放出的熱量加熱反應(yīng)氣) (3)①②③ (4)用稀硫酸或水吸收SO3時(shí)易形成酸霧,不利于SO3吸收 (5)(NH4)2SO4 (6)①③④