2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 1化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效演練（選修2）.DOC

2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 1化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效演練（選修2）1.氨是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很多重要應(yīng)用。.工業(yè)合成氨的流程示意圖如下：回答下列問題：(1)設(shè)備A中含有電加熱器、觸媒和熱交換器，設(shè)備A的名稱是_，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_，原料氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：_、_。(2)設(shè)備B的名稱：_，其中m和n是兩個通水口，入水口是_ (填“m”或“n”)，不宜從相反方向通水的原因是_。(3)設(shè)備C的作用是_。.制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝，氨堿法的工藝如圖所示：(4)圖中的中間產(chǎn)物C是_，D是_(寫化學(xué)式)。(5)碳酸化塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(6)聯(lián)合制堿法對氨堿法進行了改進，更加符合綠色化學(xué)的重要原則，提高了反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)，列出計算原子利用率的表達式：原子利用率(%)_。【解析】(1)合成氨氣在(氨)合成塔中進行，煤和天然氣在高溫下都能與水反應(yīng)生成氫氣。(2)設(shè)備B是冷卻塔，冷卻水一般下進上出，逆流冷卻效果較好。(3)設(shè)備C是分離器，及時將氨分離出去，有利于合成氨反應(yīng)正向進行。(4)(5)根據(jù)圖示，石灰窯生成的A為氧化鈣，與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，所以圖中的中間產(chǎn)物C是氫氧化鈣，碳酸化塔中產(chǎn)物為碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)物為氨氣、氯化鈉和二氧化碳，所以D為氨氣。答案：(1)(氨)合成塔N2+3H22NH3C+H2OCO+H2CH4+H2OCO+3H2(2)冷卻塔(或冷凝器)n高溫氣體由冷卻塔上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷卻效果好(3)將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離(4)Ca(OH)2NH3(5)NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl(6)100%100%【易錯提醒】(1)“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”原理相同，所不同的是原料的來源不完全相同，副產(chǎn)品不同。(2)在生產(chǎn)過程中，CO2均可以循環(huán)利用。(3)純堿工業(yè)中在向食鹽水中通入氣體時先通入氨氣是為了增大二氧化碳的溶解度。2.(xx安陽模擬)硝酸大量用于制造無機肥料，如硝酸銨、硝酸鈣、硝酸磷肥，還廣泛用于其他工業(yè)生產(chǎn)。硝酸工業(yè)生產(chǎn)流程圖如下圖所示：(1)第一步是氨的接觸氧化，在一定溫度下以鉑銠網(wǎng)作為催化劑，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)在吸收塔中用水循環(huán)吸收NO2得到硝酸，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_，該過程是放熱的，為了使吸收效果更好，在吸收過程中需要控制在_條件下。(3)尾氣中含有氮的氧化物，直接排放到空氣中會危害環(huán)境，寫出一項氮的氧化物可能引起的環(huán)境問題_。工業(yè)上常用純堿溶液吸收NO2，生成亞硝酸鹽、硝酸鹽和其他物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_?！窘馕觥糠磻?yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO是氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，低溫高壓使吸收效果更好。氮的氧化物會形成酸雨、光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層等環(huán)境問題。答案：(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)3NO2+H2O2HNO3+NO低溫高壓(3)光化學(xué)煙霧(酸雨、破壞臭氧層等合理答案即可)2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO23.(xx赤峰模擬)某硫酸廠以含有SO2的尾氣、氨水等為原料，合成有重要應(yīng)用價值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質(zhì)。合成路線如下：(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)下列有關(guān)說法正確的是_(填字母)。A.反應(yīng)中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣B.反應(yīng)和反應(yīng)的基本反應(yīng)類型相同C.反應(yīng)需控制在6070，目的之一是減少碳酸氫銨的分解D.反應(yīng)中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥(3)(NH4)2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣，同時生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)。寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)很多硫酸廠為回收利用SO2，直接用氨水吸收法處理尾氣。用15.0 mL 2.0 molL-1氨水吸收標準狀況下448 mL SO2，吸收液中的溶質(zhì)為_。某同學(xué)用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液，當達到滴定終點時，消耗KMnO4溶液25.00 mL，則酸性KMnO4溶液中，c(KMnO4)_。(5)氨氣用途廣泛，可以直接用于燃料電池，下圖是用氨水作燃料的燃料電池的工作原理。氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇_(填“酸性”“堿性”或“中性”)溶液，氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，負極的電極反應(yīng)式是_。【解析】(1)反應(yīng)中硫酸鈣和焦炭在高溫下反應(yīng)生成硫化鈣和一氧化碳，化學(xué)方程式為CaSO4+4CCaS+4CO。(2)A.過量的空氣把亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，故正確；B.反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO4+4CCaS+4CO，不屬于四種基本反應(yīng)類型，反應(yīng)是化合反應(yīng)，錯誤；C.防止碳酸氫銨在溫度過高時分解得不到需要的目標產(chǎn)物，正確；D.氯化銨含氮元素，是一種氮肥，正確。(3)二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)，二氧化氮具有強氧化性，能氧化亞硫酸銨，反應(yīng)生成硫酸銨，本身被還原為氮氣，由原子守恒可知化學(xué)方程式為4(NH4)2SO3+2NO24(NH4)2SO4+N2。(4)15.0 mL 2.0 molL-1氨水的物質(zhì)的量為0.03 mol，吸收標準狀況下448 mL SO2，SO2的物質(zhì)的量為0.02 mol，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NH3H2O+2SO2(NH4)2SO3+NH4HSO3+H2O。根據(jù)上面的化學(xué)方程式知所得溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物質(zhì)的量之和為0.02 mol，與KMnO4轉(zhuǎn)移電子相等：0.02 mol20.025 Lc(KMnO4)5，解得c(KMnO4)0.32 molL-1。(5)氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇堿性溶液，氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH3+3O22N2+6H2O，負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。答案：(1)CaSO4+4CCaS+4CO(2)A、C、D(3)4(NH4)2SO3+2NO24(NH4)2SO4+ N2(4)(NH4)2SO3、NH4HSO30.32 molL-1(5)堿性4NH3+3O22N2+6H2O2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O【加固訓(xùn)練】某工廠以天然氣、水蒸氣和空氣為原料和能源合成氨的流程如圖。該流程中外熱式一級烴氣轉(zhuǎn)化器是指以CH4為燃料在烴氣轉(zhuǎn)化器外面加熱使之維持800高溫的工業(yè)裝置。內(nèi)熱式二級烴氣轉(zhuǎn)化器是指以H2在裝置內(nèi)燃燒為能量維持一級烴氣轉(zhuǎn)化器所生成的CO與H2O(g)反應(yīng)生成CO2和H2所需1 000高溫的裝置。在編號為iv的反應(yīng)器中發(fā)生如下反應(yīng)：A.CH4+2O2CO2+2H2OB.CH4+H2O(g)CO+3H2C.2CH4+3H2O(g)CO+CO2+7H2D.K2CO3+CO2+H2O2KHCO3E.CO+H2O(g)CO2+H2H<0F.2H2+O22H2O(1)反應(yīng)A發(fā)生在編號為_的反應(yīng)器中，它的作用是_。(2)反應(yīng)F發(fā)生在編號為_的反應(yīng)器中。(3)反應(yīng)D的作用是_。(4)屬于制備合成氨原料氣的反應(yīng)有_(填化學(xué)方程式編號)。(5)為什么轉(zhuǎn)化反應(yīng)要分兩步第一步在400時進行，第二步在200時進行？_?！窘馕觥?1)甲烷在裝置中燃燒放出熱量，為反應(yīng)B、C提供熱量。(2)氫氣在中燃燒為CO與H2O(g)反應(yīng)生成CO2和H2，提供1 000高溫。(3)利用碳酸鉀溶液吸收混合氣體中的二氧化碳。(4)B、C、E三個反應(yīng)中生成的氫氣為合成氨的原料。(5)E反應(yīng)是一個放熱的反應(yīng)，從反應(yīng)限度角度考慮：因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故在200時有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率；從速率角度考慮：400時能加快反應(yīng)E的速率，縮短達到平衡所需要的時間，所以轉(zhuǎn)化反應(yīng)要分兩步，第一步在400時進行，第二步在200時進行。答案：(1)該反應(yīng)放出的熱量使得反應(yīng)B、C在800下進行(2)(3)除去混合氣體中的CO2(4)B、C、E(5)400時能加快反應(yīng)E的速率，縮短達到平衡所需要的時間；又因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故在200時有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率【方法規(guī)律】常見的工業(yè)生產(chǎn)流程的主線和核心規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、三廢處理及能量的綜合利用等。4.(xx武漢模擬)硫黃可用于生產(chǎn)化工原料硫酸。某工廠用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸。請回答下列問題：(1)為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝_(填設(shè)備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管，其作用是_。(2)為使硫黃充分燃燒，經(jīng)流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%，為提高SO2轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍，則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應(yīng)為_。b管排出的尾氣的處理方法是_。(3)與使用黃鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點是_。A.耗氧量減少B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C.產(chǎn)生的廢渣減少D.不需要使用催化劑(4)硫酸的用途非常廣，可應(yīng)用于下列哪些方面_。A.橡膠的硫化B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成C.鉛蓄電池的生產(chǎn)D.過磷酸鈣的制備(5)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時SO2的排放，請寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_?！窘馕觥?1)接觸室中進行的反應(yīng)為SO2的催化氧化，為放熱反應(yīng)，使用熱交換器可以充分利用反應(yīng)放出的熱量，對原料氣進行預(yù)熱。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接觸面積。(2)S+O2SO2其中S為1 mol，則經(jīng)流量計1通入的氧氣為1.5 mol。2SO2+O22SO32 1 21 mol 0.5 mol經(jīng)流量計2通入的氧氣為0.5 mol2.51.25 mol，則1.2；硫酸工業(yè)中，尾氣SO2用氨水吸收，再用硫酸處理：SO2+2NH3H2O(NH4)2SO3，(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2+H2O，生成的(NH4)2SO4可作肥料。(3)黃鐵礦的含硫成分為FeS2，硫元素氧化生成SO2的同時，鐵元素也被氧化生成Fe2O3(廢渣)，與硫黃直接燃燒相比，耗氧量增加，產(chǎn)生的廢渣也增加。(4)橡膠的硫化是采用硫黃；合成烷基苯磺酸鈉需要先合成苯磺酸，而苯磺酸是通過苯與濃硫酸的磺化反應(yīng)生成；鉛蓄電池用硫酸作為電解液；過磷酸鈣通過磷酸鈣與硫酸反應(yīng)得到。(5)CaCO3CaO+CO2；2SO2+2CaO+O22CaSO4。答案：(1)熱交換器增加SO3與濃硫酸的接觸面積，利于SO3的吸收(2)1.21(或65)用氨水吸收(3)A、C(4)B、C、D(5)CaCO3CaO+CO2，2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)