2022新课标同步导学化学练习《走进化学工业》(人教版选修2).docx

第1单元(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)A卷一、选择题(此题包括12小题。每题4分，共48分)1(2022年海南化学卷)以下物质中，可形成酸雨的是()A二氧化硫B氟氯代烃C二氧化碳 D甲烷【解析】形成酸雨的是SO2，氟氯代烃破坏臭氧层，形成臭氧空洞，二氧化碳造成温室效应。【答案】A2最近，国际上提出的“绿色化学是指化学工业生产中的()A对废气、废水、废渣进行严格处理B在化工生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质C在化工生产中，不使用任何化学物质D在化工厂种草种树，使其成为花园式工厂【解析】“绿色化学总的来说，就是从化学的角度从源头上根本性地解决开展所带来的环境污染问题。【答案】B3(2022年山东理综)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反响。以下表达正确的选项是()A催化剂V2O5不改变该反响的逆反响速率B增大反响体系的压强，反响速率一定增大C该反响是放热反响，降低温度将缩短反响到达平衡的时间D在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，那么时间间隔t1t2内，SO3(g)生成的平均速率为v【解析】此题重点考查化学反响速率的影响因素，还有反响速率的简单计算。V2O5作为催化剂，能同等程度改变正、逆化学反响速率，A不正确；压强并不是影响反响速率的唯一因素，只有当其他条件不变时，增大压强，反响速率才增大，B不正确；不管反响吸热、放热，降低温度均减小反响速率，到达平衡时间增多，C不正确，据v ，可知D正确。【答案】D4合成氨工业中，为实现增加NH3的日产量的目的而采取以下措施，其中与平衡移动无关的是(多项选择)()A不断将NH3别离出来B使用催化剂C采用500 左右的温度D采用1107Pa3107Pa的压强【解析】由N23H22NH3的特点可知，升高温度平衡左移，不利于NH3的生成，催化剂与平衡移动无关，而增大压强和减小NH3的浓度均使平衡右移。【答案】BC5以下关于氨碱法与联合制碱法的认识，不正确的选项是()A氨碱法生产纯碱的原料廉价易得，步骤简单，是最早的制碱工艺B联合制碱法又称侯氏制碱法，是侯德榜在氨碱法的根底上改造形成的C在联合制碱法中，氯化钠的利用率比氨碱法中的高D联合制碱法防止了氨碱法中对氯化钙的处理【解析】氨碱法生产纯碱的原料为食盐和石灰石，廉价易得，但它并非最早的制碱工艺，最早的制碱方法是路布兰法。氨碱法的产品纯度较高，制造步骤也比较简单，但氯化钠的利用率不高，生产过程中产生的氯化钙难处理，是氨碱法的一大缺点。联合制碱法是侯德榜在氨碱法的根底上改造形成的，因此也称侯氏制碱法，该法继承了氨碱法的优点，克服了它的缺点。【答案】D6接触法制硫酸中，进入接触室的气体必须净化、枯燥，其主要原因是()A防止催化剂中毒 B提高反响效率C提高SO2转化率 D防止环境污染【解析】炉气中的砷、硒杂质可使催化剂的活性降低甚至失效，进入接触室前必须净化除去。【答案】A7以下说法不符合生产实际的是()A硫酸生产中，SO2催化氧化选择110 MPa、400500 条件下进行B尾气中含有少量SO2，可用石灰水吸收，然后再用硫酸处理C工业上，通常采用以铁为主的催化剂，在400500 和1030 MPa的条件下合成氨D造气中产生的CO，可在催化剂作用下，与水蒸气反响生成CO2和H2【解析】增大气体压强，SO2的平衡转化率提高得并不多，所以硫酸厂通常采用常压操作。【答案】A8在接触法生产H2SO4的过程中，对“废气、废水、废渣、废热的处理正确的选项是废气用石灰水或氨水处理污水用石灰乳处理废渣用来造水泥或炼铁设置“废热锅炉产生蒸气来供热或发电A只有B只有C只有D全部【解析】接触法生产硫酸尾气中含有SO2，废气可用石灰水或氨水处理；废水为酸性的，可用碱性的石灰乳处理；废渣可作为炼铁的原料，也可以用来提炼贵重金属，还可作为制造水泥的原料或用于制砖。D项正确。【答案】D9属人工固氮的化学反响是()AN2与H2在一定条件下反响生成NH3B由NH3转变成NH4HCO3CNO与O2反响生成NO2D豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白【解析】固氮必须是将游离态的氮转化为化合态的氮，D项为生物固氮，不符合题意。【答案】A10一定温度下，向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2气体，忽略溶液体积的变化，以下有关说法中正确的选项是()Ac(Na)不变 B溶液的pH变大C溶液质量增大 D溶液中溶质的质量分数变小【解析】向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体时，发生反响Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，该反响为化合反响，生成溶质NaHCO3的质量大于原溶质Na2CO3的质量，因为同一温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，且反响过程中溶剂的质量也减少，因此析出NaHCO3晶体，c(Na)减小，溶液的质量减小，所以A、C选项错误；溶液中的溶质质量分数减小，所以D项正确；HCO3的水解程度小于CO32的水解程度，所以溶液的pH减小，B项错误。【答案】D11某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。其工艺流程如下：以下推断不合理的是()A往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成B生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3C在实际生产中CO2可被循环使用D直接蒸干滤液能得到纯洁的(NH4)2SO4【解析】该反响原理为2NH3CO2H2O=(NH4)2CO3，CaSO4(NH4)2CO3=CaCO3(NH4)2SO4，CaCO3CaOCO2。直接蒸干会导致(NH4)2SO4分解。【答案】D12用焦炭、水、空气来制取氨气的化学方程式：CH2O(g)COH2，COH2O(g)CO2H2，N23H22NH3，参加反响的焦炭与氨气之间的物质的量之比为()A34 B32C11 D12【解析】前两个化学方程相加得：C2H2OCO22H2因此，有关系式C2H2而N23H22NH3中有：3H22NH3因此，32得3C4NH3，故n(C)n(NH3)34。【答案】A二、非选择题(此题包括4小题，共52分)13(15分)纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛，需求量很大，因此纯碱的制备一直是科学家研究的一个重要问题。19世纪欧洲有个吕布兰制碱法，其主要反响原理是：Na2SO42CNa2S2CO2Na2SCaCO3CaSNa2CO3这种方法的最大缺点是：此反响是高温固体反响，不能连续生产；浪费原料，CO2不能回收利用；污染环境，CaS没有任何用处，只能抛至野外。由于这些缺点的存在和后来化学工业的开展，吕布兰法被索尔维法所代替。索尔维法的生产流程如下：氨水溶液A溶液B索尔维法能实现连续生产，但其食盐利用率只有70%，且所得副产品CaCl2没有用处，污染环境。我国化学家侯德榜创造的侯德榜制碱法能制得纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用作氮肥。侯德榜制碱法的原理是：在3035 的饱和食盐水中，先通入氨至饱和再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀；过滤，将滤渣加热而得到产品；滤液中参加细食盐粉末，在1015 ，使NH4Cl沉淀，过滤，滤液为饱和食盐水。据此答复以下问题：(1)标出反响Na2SO42CNa2S2CO2的电子转移方向和数目。(2)写出索尔维制碱法的各步反响的化学方程式：_；_；_；_。(3)写出侯德榜制碱法第步反响的化学方程式：_。(4)在索尔维制碱法中_物质可循环利用。(5)在侯德榜制碱法中_物质可循环利用。【答案】(1)Na2SO42C8eNa2S2CO2(2)NH3H2OCO2=NH4HCO3NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(3)NaClH2ONH3CO2=NaHCO3NH4Cl(4)NH3和局部CO2(5)CO2和饱和食盐水14(12分)为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如以下列图所示的装置(图中夹持装置均已略去)。实验操作：检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中参加锌粒，向长颈漏斗中注入一定量稀硫酸。翻开弹簧夹c、d、e，那么A中有氢气产生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，翻开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无内幕口瓶C，塞紧瓶塞，如上图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。用酒精灯加热反响管E，待无内幕口瓶C内水位下降到液面保持不变时，翻开弹簧夹b，无内幕口瓶C内气体经D进入反响管E，片刻后F中的溶液变红。答复以下问题：a检验氢气纯度的目的是_。bC瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是_，防止了实验装置中压强过大。此时再翻开弹簧夹b的原因是_，C瓶内气体的成分是_。c在步骤中，先加热铁触媒的原因是_。反响管E中发生反响的化学方程式是_。【解析】a在该实验中，关闭弹簧夹a、b，翻开弹簧夹c、d、e，H2可以进入E装置，排尽其中的空气，防止空气中的O2将E装置中铁触氧化，通过检验H2的纯度可以证明E装置中空气是否被排尽，同时在步实验中要点燃H2，在点燃之前，也必须检验其纯度，防止爆炸。bC瓶内水位下降，说明瓶内压强大于外界压强，会导致A装置中长颈漏斗液面上升，试管内液面下降，使酸液与Zn粒相脱离，停止反响。此时翻开弹簧夹b，H2和N2混合气体在较大的压力作用下会通过导气管，经枯燥后进入E管。由于空气中的O2与H2反响了，所以C瓶内气体的成分是N2、H2及少量的CO2和水蒸气。cN2与H2的反响需要加热，铁触媒最大活性的适宜温度约为500 。因此，要在将N2、H2混合气体通入E之前加热铁触媒。【答案】a通过检验H2的纯度证明E管中空气被排尽，同时也防止点燃氢气时发生爆炸bA装置中液面下降，长颈漏斗中液面上升，反响停止使C瓶内气体进入E管中N2、H2、少量的CO2和水蒸气c合成氨反响需加热，铁触媒在约500 的温度下活性最大，故需先加热铁触媒N23H22NH315(16分)(2022年海南化学卷).固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。以下物质中可用做固硫剂的有()ACaO BNa2CO3CNH4NO3DP2O5.以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：请答复以下问题：(1)在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为_；(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气_、_及枯燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是_；(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如以下列图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反响的条件选择常压、450 左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反响条件，其原因分别是_、_；(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是_、_，从而充分利用能源。【解析】.在高温条件下CaOSO2CaSO3,2CaSO3O22CaSO4，从而起到固硫作用，B、C、D在该环境下，皆无法吸收SO2，应选A。.(1)4FeS211O22Fe2O38SO2(2)SO2气体中含有矿尘，水汽等，会对催化剂的活性和设备产生不良影响，所以进入接触室之前，需对气体进行除尘、洗涤及枯燥。(3)由图象可知，在450 0.1 MPa时，转化率已达95%以上，采用更高的压强，对设备要求更高，转化率影响较小；在0.1 MPa时，温度较低时，反响速率较慢、产量低。(4)将反响产物的热量及时交换给SO2和O2，使平衡2SO2O22SO3向右移动，提高SO2的转化率，使能量循环利用节约能源。【答案】.A.(1)4FeS211O22Fe2O38SO2(2)除尘、洗涤使催化剂中毒(3)见解析(4)能量循环利用提高SO2转化率(2)通过计算，说明为什么废气以5 m3h1的速率与20 Lh1速率的氨气混合(3)假设某厂每天排放1104 m3这种废气，按上述方法该厂每月(按30天计)可得硫酸铵多少吨消耗氨气多少吨【解析】SO2转化为一可逆反响，为提高SO2的转化率可用过量的O2；据关系式SO2SO32NH3(NH4)2SO4可知废气中SO2与NH3应以12通入。【答案】(1)150据化学平衡移动原理，过量的O2可提高SO2的转化率(2)废气中SO2的速率为1 000 Lm35 m3h10.2%10 Lh1V(SO2)V(NH3)102012恰好生成(NH4)2SO4(3)3.54 t硫酸铵，0.91 t NH3B卷一、选择题(此题包括12小题。每题4分，共48分)1以下化工生产中所发生的主要化学反响，不涉及氧化复原反响的是()A氯碱工业B接触法制硫酸C制造普通玻璃 D工业合成氨【解析】各选项涉及的主要反响为：A项，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；B项，4FeS211O22Fe2O38SO2,2SO2O22SO3，SO3H2O=H2SO4；C项，SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；D项，N23H22NH3。【答案】C2工业上以黄铁矿为主要原料制造硫酸的生产过程中，按反响先后顺序依次使用的主要设备是()A接触室沸腾炉吸收塔 B沸腾炉接触室吸收塔C沸腾炉吸收塔接触室 D接触室吸收塔沸腾炉【答案】B3以下列图是合成氨的简要流程示意图沿X路线回去的物质是()AN2和H2B催化剂CNH3DH2【解析】从合成塔出来的混合气中有相当一局部是未反响的氮气和氢气，单程转化会造成极大的浪费，实际生产中采用了循环法，将它们重新送回合成塔继续反响，同时不断地补充新鲜的原料气。【答案】A4在接触法制硫酸的工业生产中，以下生产操作与说明这些操作的主要原因都正确的选项是()A黄铁矿煅烧前需要粉碎，因为大块黄铁矿不能燃烧B从沸腾炉出来的炉气需要净化，这样可以提高产品的纯度CSO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高反响速率和SO2的转化率D用质量分数为98.3%的硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全【解析】将黄铁矿粉碎的主要目的是为了增大和空气的接触面积，可使其燃烧得更充分、更快，所以选项A操作正确，但解释错误；炉气净化的目的是防止炉气中的杂质和矿尘使催化剂中毒、失效，所以选项B操作正确，但解释错误；使用催化剂是为了提高反响速率，缩短反响完成的时间，但对反响物的转化率和产物的产率均无影响，所以选项C也是操作正确，但解释错误；选项D是正确的。【答案】D5合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反响速率加快，可采取的方法是()减压加压升温降温及时从平衡混合气中别离出NH3补充N2或H2加催化剂减小N2或H2的量ABCD【解析】合成氨反响N2(g)3H2(g)2NH3(g)HNaHCO3B常温时，在水溶液中的溶解度：Na2CO3NaHCO3C与稀盐酸反响快慢：Na2CO3NaHCO3D物质的量相同时，消耗盐酸：Na2CO3NaHCO3【解析】Na2CO3与盐酸反响分两步进行，比NaHCO3慢。【答案】C11对于反响2SO2O22SO3，以下判断正确的选项是(多项选择)()A2体积SO2和足量O2反响，必定生成2体积SO3B其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动C平衡时，SO2的消耗速率必定等于O2生成速率的两倍D平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍【解析】因为反响是可逆的，所以2体积SO2和足量O2反响，生成的SO3必定小于2体积。因为不知道在化学反响的初始状态SO2浓度是否等于O2浓度的两倍，所以在化学平衡时也不知道SO2浓度是否等于O2浓度的两倍。【答案】BC12一定温度下，某密闭容器里发生如下可逆反响：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)(正反响为吸热反响)，当反响到达平衡时，测得容器中各物质均为n mol。欲使H2的平衡浓度增大一倍。在其他条件不变时，以下措施可采用的是()A升高温度B增大压强C再通入n mol CO和n mol H2O(g)D再通入n mol CO和2n mol H2(g)【解析】因化学平衡的移动，不可能使反响物或生成物完全反响。A项升温，平衡向右移动，但CO(g)与H2O(g)不会完全反响，故c(H2)不会增大一倍；B项增压，平衡不移动，只要使体积变为原来的即可；C项再通入n mol CO(g)和n mol H2O(g)也不会完全转化为CO2(g)和H2(g)，故c(H2)不会增大一倍；D项再通入n mol CO(g)和2n mol H2(g)时，平衡左移，但不可能使c(H2)增大一倍，应选B。【答案】B二、非选择题(此题包括4小题，共52分)13(14分)硫酸工业中2SO2(g)O2(g)2SO3(g)；H0(放热反响)有关实验数据如下：压强SO2的转化率温度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)在生产中常用过量的空气是为了_。(2)高温对该反响有何影响_，实际生产中采用400500 的温度除了考虑速率因素外，还考虑到_。(3)增大压强对上述反响有何影响_，但工业上又常采用常压进行反响，其原因是_。(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于_尾气中SO2必须回收，主要是为了_。【答案】(1)使平衡正向移动，提高SO2的转化率(2)高温使反响速率加快，缩短了到达平衡所需的时间，但是对SO2的转化不利催化剂在该温度下活性最强，催化效果最正确(3)加快反响速率，且使平衡正向移动，有利于SO2转化和SO3的生成常压时SO2的转化率已经很高，无采用高压的必要，况且，采用高压还受动力、设备等条件的限制，提高了本钱(4)用水吸收SO3易形成酸雾，吸收效果差，而用浓H2SO4吸收那么不易形成酸雾，吸收效果好防止空气污染14(16分)工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl等杂质，右图是测定产品中Na2CO3质量分数的实验装置，实验操作步骤有：(A)在枯燥管内填满碱石灰，总质量为m g；(B)取n g样品装入广口瓶中；(C)检验装置的气密性；(D)缓缓鼓入空气数分钟，再称枯燥管总质量为w g；(E)关闭止水夹；(F)翻开止水夹；(G)缓缓参加稀硫酸至不再产生气体为止；(H)缓缓鼓入空气数分钟。(1)正确的操作顺序是(填写序号)：C_F_E_G_D。(2)操作步骤D中，要缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是_；装置甲的作用是_；装置乙的作用是_。(3)计算溶液中Na2CO3质量分数的计算式为_。(4)假设去掉装置甲，测定结果会_；假设去掉装置乙，测定结果会_。(填“偏大“偏小或“无影响)。【解析】本实验的目的是测定碳酸钠的质量分数，其原理是将碳酸钠与足量的酸反响产生的二氧化碳用碱石灰吸收，即可确定碳酸钠的质量。为提高准确率，用空气将反响产物二氧化碳吹到枯燥管中，空气中的二氧化碳因为对实验结果有影响，所以须用碱溶液吸收，二氧化碳在吸收前用浓硫酸吸收也是为了提高准确率。【答案】(1)BHAF(2)使广口瓶中产生的CO2气体全部排出吸收空气中的CO2吸收CO2中的水蒸气(3)100%(4)偏大偏大15(15分)合成氨工业的主要反响为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，以下列图是合成氨的简要流程示意图：(1)写出设备A、B的名称：A_，B_；沿X路线进入压缩机的物质是_。(2)原料气往往混有CO、NH3等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是_。(3)氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是_；在合成塔中及时别离出氨气的目的是_。(4)合成塔从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气(冷的原料气)和反响气混合，请问这样设计的原因是什么(5)为什么原料气从塔底流经外筒环隙进入为什么气体在反响前后都要通过热交换器【答案】(1)热交换器合成塔N2和H2(2)防止催化剂中毒(3)增大反响物浓度，加快反响速率，使平衡朝生成NH3的方向进行减小生成物的浓度，使平衡朝生成NH3的方向进行(4)冷激气与每一层的反响混合气及时进行热交换，既预热原料气，又保证反响混合气的温度控制在500 左右，使每一层的催化剂都能起到最大的催化作用(5)进行热交换，预热原料气，加快反响速率；充分利用反响放出的热量，节约能源。16(7分)以黄铁矿为原料，用接触法制取硫酸。黄铁矿煅烧时FeS2的利用率为90%，SO2转变为SO3的转化率为95%，SO3被吸收时有2%的SO3随尾气排出，现有含FeS2质量分数为70%的黄铁矿10 t，问能生产质量分数为98%的H2SO4多少吨【解析】设能生产质量分数为98%的H2SO4x吨FeS22H2SO4120 19610 t 70%90%95%(12%) 98%x解得：x9.78 t【答案】9.78 t