2018年高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)檢測(cè)A 新人教版選修2.doc

第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)檢測(cè)(A)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)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(gè)選項(xiàng)符合題意)1下列化學(xué)工業(yè)中有關(guān)設(shè)備、原料、反應(yīng)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、3035 的氨化飽和食鹽水吸收CO2B.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400500 ,B項(xiàng)錯(cuò)誤;合成氨不使用沸騰爐,其主要設(shè)備為合成塔,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氨氧化法制硝酸的溫度不需要8 000 高溫,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A2下列化學(xué)反應(yīng)中,起固氮作用的是()A.NO與O2反應(yīng)生成NO2B.N2與H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3C.NH3經(jīng)催化氧化生成NOD.由NH3制碳酸氫銨和硫酸銨解析：將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮稱為氮的固定。B項(xiàng)屬于人工固氮。答案：B3下面四個(gè)選項(xiàng)是四位同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)化學(xué)反應(yīng)速率理論和化學(xué)平衡理論以后,聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際所發(fā)表的看法,你認(rèn)為不正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品B.化學(xué)平衡理論可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品C.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣提高原料的轉(zhuǎn)化率D.正確利用化學(xué)反應(yīng)速率理論和化學(xué)平衡理論都可提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益解析：對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率理論的研究能夠提高單位時(shí)間的產(chǎn)量,但不能提高原料的利用率和轉(zhuǎn)化率,而對(duì)化學(xué)平衡理論的研究可以使化學(xué)平衡向生成某種產(chǎn)品的方向移動(dòng)。答案：C4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(zhuǎn)化率的是()V2O5作催化劑通入過(guò)量O2兩次氧化SO2、O2循環(huán)使用通過(guò)熱交換器進(jìn)行熱交換通入過(guò)量的SO2A.B.C.D.解析：用催化劑只能增大化學(xué)反應(yīng)速率,不影響化學(xué)平衡;中通入過(guò)量的SO2,必然導(dǎo)致SO2的轉(zhuǎn)化率降低。答案：B5合成氨的反應(yīng)采用400500 溫度的原因是()A.溫度太低反應(yīng)速率太小B.該溫度時(shí)催化劑活性最大C.該溫度時(shí)反應(yīng)速率最大D.該溫度時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率最高解析：工業(yè)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)是正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)。選用的適宜條件是400500 、鐵觸媒、1030 MPa,循環(huán)操作(N2與H2的體積比為13)。在400500 時(shí)催化劑的活性最大。答案：B6下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)的說(shuō)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)、硝酸工業(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(lái)吸收三氧化硫解析：硫酸工業(yè)中,是用98%的硫酸來(lái)吸收三氧化硫,如果用水來(lái)吸收,則會(huì)產(chǎn)生酸霧,影響產(chǎn)率,D錯(cuò)誤。答案：D7城市環(huán)境污染是當(dāng)前突出的環(huán)境問(wèn)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(gè)企業(yè)以硫酸為原料。根據(jù)某月該市環(huán)保局監(jiān)測(cè)站對(duì)X河水質(zhì)檢測(cè)的結(jié)果,繪制成圖乙。根據(jù)甲、乙兩圖,判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)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(yīng)所致D.該城市建造硫酸廠時(shí),綜合考慮諸多因素選擇離市區(qū)較遠(yuǎn)的a處解析：硫酸廠選址應(yīng)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(hù)要求高的地區(qū)。答案：D8下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是()A.在催化反應(yīng)室中使用鐵粉作催化劑B.在催化反應(yīng)室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源C.把硫鐵礦磨成細(xì)粉末,可以提高原料的利用率D.該反應(yīng)在400500 進(jìn)行主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚院媒馕觯毫蛩峁I(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,催化反應(yīng)室所使用的催化劑為V2O5。把硫鐵礦磨成細(xì)粉末,可以提高原料的利用率。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度、壓強(qiáng)等要綜合化學(xué)反應(yīng)的速率、限度、生產(chǎn)設(shè)備等方面來(lái)考慮。答案：A9含硫48%的黃鐵礦煅燒時(shí)FeS2損失2%,則下列說(shuō)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：A10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(shuō)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(zhuǎn)化為化學(xué)能C.合成塔中生成乙醇的反應(yīng)是化合反應(yīng)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(xué)能、熱能和動(dòng)能(機(jī)械能),A項(xiàng)錯(cuò)誤;光能通過(guò)光電池轉(zhuǎn)化為電能,電能通過(guò)裝置X轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;合成塔中化學(xué)方程式為2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O,不屬于化合反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D11以下關(guān)于氨堿法與聯(lián)合制堿法的認(rèn)識(shí),不正確的是()A.氨堿法生產(chǎn)純堿的原料便宜易得,步驟簡(jiǎn)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(chǔ)上改進(jìn)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(duì)氯化鈣的處理解析：氨堿法生產(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(jiǎn)單,但氯化鈉的利用率不高,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化鈣難處理,是氨堿法的一大缺點(diǎn)。聯(lián)合制堿法是侯德榜在氨堿法的基礎(chǔ)上改進(jìn)的,因此也稱侯氏制堿法,該法繼承了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),克服了它的缺點(diǎn)。答案：A12在接觸法制硫酸中,進(jìn)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(yīng)效率C.提高SO2轉(zhuǎn)化率D.防止環(huán)境污染解析：爐氣中的砷、硒雜質(zhì)可使催化劑的活性降低甚至失效,進(jìn)入接觸室前必須凈化除去。答案：A13下列說(shuō)法不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()A.硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化選擇110 MPa、400500 條件下進(jìn)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400500 和1030 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(yīng)生成CO2和H2解析：增大氣體壓強(qiáng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高得并不多,所以硫酸廠通常采用常壓操作。答案：A14在接觸法生產(chǎn)H2SO4的過(guò)程中,對(duì)“廢氣、廢水、廢渣、廢熱”的處理正確的是()廢氣用石灰水或氨水處理污水用石灰乳處理廢渣用來(lái)造水泥或煉鐵設(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸汽來(lái)供熱或發(fā)電A.B.C.D.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(lái)提煉貴重金屬,還可作為制造水泥的原料或用于制磚。答案：D15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(méi)有廢渣,但廢氣的量沒(méi)有減少,也會(huì)產(chǎn)生廢水。答案：B16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)過(guò)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：A17合成氨工業(yè)有下列生產(chǎn)流程,其先后順序?yàn)?)原料氣制備氨的合成原料氣凈化和壓縮氨的分離A.B.C.D.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：B18在合成氨時(shí),可以提高H2轉(zhuǎn)化率的措施是()A.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間B.充入過(guò)量H2C.充入過(guò)量N2D.升高溫度解析：由反應(yīng):N2+3H22NH3H=-92.4 kJmol-1,達(dá)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率不再變化,所以延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間不能提高H2轉(zhuǎn)化率。充入過(guò)量H2,平衡雖然移動(dòng),但H2的轉(zhuǎn)化率降低,升高溫度使平衡逆向移動(dòng),H2的轉(zhuǎn)化率降低,充入過(guò)量N2使平衡正向移動(dòng),H2轉(zhuǎn)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(xué)工業(yè)。(1)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,要分離出氨氣,目的是;而在硫酸工業(yè)合成SO3過(guò)程中,不需要分離出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(xué)方程式為,。解析：(1)從氨合成塔出來(lái)的平衡混合氣體中,NH3的體積約占15%,因此需將NH3及時(shí)分離出,使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高原料的轉(zhuǎn)化率。SO2的催化氧化反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),SO2的轉(zhuǎn)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(dòng)該反應(yīng)向生成SO3的方向進(jìn)行程度大,達(dá)到平衡后SO2含量較少,故不需要分離出SO3(2)SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4CaSO4+SO2+H2O20(7分)硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H<0,有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:壓強(qiáng)SO2的轉(zhuǎn)化率溫度1105 Pa5105 Pa10105 Pa50105 Pa100105 Pa450 97.5%98.9%99.2%99.6%99.7%550 85.6%92.9%94.9%97.7%98.3%(1)在生產(chǎn)中常用過(guò)量的空氣是為了。(2)高溫對(duì)該反應(yīng)有何影響?,實(shí)際生產(chǎn)中采用400500 的溫度除了考慮速率因素外,還考慮到。(3)增大壓強(qiáng)對(duì)上述反應(yīng)有何影響?,但工業(yè)上又常采用常壓進(jìn)行反應(yīng),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(dòng),提高SO2的轉(zhuǎn)化率(2)高溫使反應(yīng)速率加快,縮短了達(dá)到平衡所需的時(shí)間,但是對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化不利催化劑在該溫度下活性最大,催化效果最佳(3)加快反應(yīng)速率,且使平衡正向移動(dòng),有利于SO2轉(zhuǎn)化和SO3的生成常壓時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,無(wú)采用高壓的必要,采用高壓還受動(dòng)力、設(shè)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(xué)方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,若消耗了12 g FeS2,上述反應(yīng)有 mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移。(2)如今改用固體硫?yàn)樵?同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中送入過(guò)量的空氣,該改進(jìn)從減少污染物的排放和兩個(gè)方面體現(xiàn)“綠色化學(xué)”。(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(yīng)的熱化學(xué)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+8SO244e-480 g44 mol12 gn(e-)計(jì)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SO2SO2+Ca2+2OH-CaSO3+H2O22(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(shí)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(méi)有用處,污染環(huán)境。我國(guó)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:在3035 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;過(guò)濾,將濾渣加熱而得到產(chǎn)品;濾液中加入細(xì)食鹽粉末,在1015 ,使NH4Cl沉淀,過(guò)濾,濾液為飽和食鹽水。據(jù)此回答下列問(wèn)題:(1)寫出索爾維制堿法的各步反應(yīng)的化學(xué)方程式:;。(2)寫出侯氏制堿法第步反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)掌握氨堿法各步反應(yīng)的化學(xué)方程式及聯(lián)合制堿法的反應(yīng)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)NH3+H2O+CO2NH4HCO3NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(2)NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3+NH4Cl(3)NH3和部分CO2(4)CO2和食鹽23(7分).固硫劑是把煤燃燒時(shí)生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質(zhì),可減少二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴?。下列物質(zhì)中可用作固硫劑的有。A.CaOB.Na2CO3C.NH4NO3D.P2O5.以黃鐵礦為原料,采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡(jiǎn)示如下:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)在爐氣制造中,生成SO2的化學(xué)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(guò)精制,對(duì)SO2催化氧化的影響是。(3)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是、,從而充分利用能源。解析：.CaO是堿性氧化物,可與SO2反應(yīng);H2SO3的酸性大于H2CO3,Na2CO3與SO2反應(yīng),符合強(qiáng)酸制弱酸規(guī)律;NH4NO3、P2O5均不與SO2反應(yīng)。答案：.AB.(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(duì)設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響(3)利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體上層反應(yīng)氣經(jīng)熱交換器溫度降到400500 進(jìn)入下層使反應(yīng)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(shí)FeS2的利用率為90%,SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3的轉(zhuǎn)化率為95%,SO3被吸收時(shí)有2%的SO3隨尾氣排出,現(xiàn)有含F(xiàn)eS2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的黃鐵礦10 t,問(wèn)能生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的H2SO4多少噸?解析：設(shè)能生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的H2SO4的質(zhì)量為x。FeS22H2SO412019610 t70%90%95%(1-2%)98%x解得:x=9.78 t答案：9.78 t