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

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第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 檢測(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、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(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：A 2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NO2 B.N2與H2在一定條件下反應(yīng)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(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：B 3下面四個(gè)選項(xiàng)是四位同學(xué)在學(xué)習(xí)過化學(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：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(zhuǎn)化率的是(　　) ①V2O5作催化劑?、谕ㄈ脒^量O2　③兩次氧化?、躍O2、O2循環(huán)使用?、萃ㄟ^熱交換器進(jìn)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(xué)反應(yīng)速率,不影響化學(xué)平衡;⑥中通入過量的SO2,必然導(dǎo)致SO2的轉(zhuǎn)化率降低。 答案：B 5合成氨的反應(yīng)采用400~500 ℃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(shí)催化劑的活性最大。 答案：B 6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)、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錯(cuò)誤。 答案：D 7城市環(huán)境污染是當(dāng)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(gè)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(duì)X河水質(zhì)檢測的結(jié)果,繪制成圖乙。 根據(jù)甲、乙兩圖,判斷下列說法中錯(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：D 8下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程的敘述錯(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400~500 ℃進(jìn)行主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚院? 解析：硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中,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)備等方面來考慮。 答案：A 9含硫48%的黃鐵礦煅燒時(shí)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(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;光能通過光電池轉(zhuǎn)化為電能,電能通過裝置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：D 11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(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：A 12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：A 13下列說法不符合生產(chǎn)實(shí)際的是(　　) A.硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化選擇1~10 MPa、400~500 ℃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(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：A 14在接觸法生產(chǎn)H2SO4的過程中,對(duì)“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?、谖鬯檬胰樘幚怼、蹚U渣用來造水泥或煉鐵?、茉O(shè)置“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(huì)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)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?yàn)?　　) ①原料氣制備　②氨的合成?、墼蠚鈨艋蛪嚎s　④氨的分離 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(shí),可以提高H2轉(zhuǎn)化率的措施是(　　) A.延長反應(yīng)時(shí)間 B.充入過量H2 C.充入過量N2 D.升高溫度 解析：由反應(yīng):N2+3H22NH3　ΔH=-92.4 kJmol-1,達(dá)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率不再變化,所以延長反應(yīng)時(shí)間不能提高H2轉(zhuǎn)化率。充入過量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+H2O　 CaSO3+H2SO4CaSO4+SO2↑+H2O 20(7分)硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<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 Pa 5105 Pa 10105 Pa 50105 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)在生產(chǎn)中常用過量的空氣是為了　。 (2)高溫對(duì)該反應(yīng)有何影響?　　　　　　　　　　　,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500 ℃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)過程中送入過量的空氣,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+8SO2　44e- 480 g 44 mol 12 g n(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SO2　SO2+Ca2++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(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(xì)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(yīng)的化學(xué)方程式: ①　; ②　; ③　; ④　。 (2)寫出侯氏制堿法第①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)①NH3+H2O+CO2NH4HCO3 ②NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl ③2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ④2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑ (2)NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+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(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.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(qǐng)回答下列問題: (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：Ⅰ.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：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(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400~500 ℃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。 FeS2　　　　　　　~　　　　　　2H2SO4 120 196 10 t70%90%95%(1-2%) 98%x 解得:x=9.78 t 答案：9.78 t