学年人教版选修2 第一单元 走进化学工业 单元测试.docx
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学年人教版选修2第一单元走进化学工业单元测试
第一单元走进化学工业
一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共计60分)
1.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发展所带来的环境污染问题。
【答案】 B
2.以下各种说法中正确的是( )
A.制冷工业用氨作制冷剂,是利用了氨能发生吸热反应的性质
B.用碳酸钠作去污剂,是因为碳酸钠溶液显碱性
C.用五氧化二钒作二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂,是因为五氧化二钒在400℃~500℃的温度范围内活性最高
D.用二氧化硫作纸浆、毛、丝、草编制品等的漂白剂,是利用了二氧化硫的吸附性
【解析】 氨用作制冷剂,利用的是氨易液化吸热的物理性质,不属于吸热反应。
用五氧化二钒作二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂,根本原因是五氧化二钒对2SO2+O2
2SO3有催化性能。
二氧化硫跟有色物质发生化合反应生成无色物质。
【答案】 B
3.下列除去杂质的实验方法不正确的是( )
A.除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3,置于坩埚中加热
B.除去SO3气体中的少量SO2,可通入适量的O2
C.除去合成氨中生产的NH3中的N2、H2,可采用降温的方法
D.纯碱生产中所得的NH4Cl和NaHCO3混合物,可采用结晶过滤的方法分离
【解析】 降温,可使NH3液化分离,而N2、H2,可循环利用;纯碱生产中所得的NH4Cl和NaHCO3的混合物,可利用NaHCO3溶解度小,采用结晶过滤的方法分离。
【答案】 B
4.化学工业在经济发展中的作用举足轻重。
下列有关工业生产的叙述中,正确的是( )
A.硫酸生产中常采用高压条件提高SO2的转化率
B.合成氨中及时分离氨气可提高反应速率
C.硫酸生产中可用水直接吸收SO3生成硫酸
D.纯碱厂最好建在合成氨厂附近
【解析】 生产中应考虑压强对设备的要求等,A项不正确。
B项中分离氨气可提高反应物的转化率,B不正确。
硫酸生产中用浓硫酸吸收SO3,用水吸收易形成酸雾,C项不正确。
【答案】 D
5.认识反应条件对化学反应的影响,对学好化工生产知识具有重要意义。
下列说法不正确的是( )
A.SO2合成SO3虽然属于放热反应,但工业上合成SO3时仍需加热
B.合成氨工业采用高温高压和使用催化剂,因这些条件都符合化学平衡原理
C.合成纯碱的过程中,应首先向饱和食盐水中通入NH3,再通入足量CO2
D.通过加压降温的方法可获得制备NH3的原料气N2
【解析】 合成氨反应是放热反应,从化学平衡的角度分析,低温更有利于合成氨,B项不正确。
【答案】 B
6.比较合成氨工业与接触法制硫酸中SO2催化氧化的生产过程,下列说法中错误的是( )
A.这两个生产过程中,都使用了合适的催化剂
B.都选择了较高的温度
C.都采用了使其中一种原料过量以提高另一种原料利用率的方法
D.都采用了高压的生产条件
【解析】 两个过程中都采用了高温、催化剂条件,合成氨需高压而SO2的催化氧化常压即可。
【答案】 D
7.氨气是化肥工业的主要原料,要解决氨气的工业化生产,关键是解决氢气的来源问题。
下列最适合用于工业制氢的方法是( )
A.电解水制取氢气
B.用煤或焦炭制取氢气
C.用天然气制取氢气
D.用盐酸和金属反应制取氢气
【解析】 题目考查了制氨气所需原料之一的氢气的制备方法,作为工业生产,首先要保证成本较低,有较大的经济效益。
A中电解水制氢气,电能消耗大,成本高,不适用于工业生产中制取大量的氢气;D中用盐酸和金属反应制取氢气成本更高;C中天然气作为清洁能源,便于管道运输,且用其制取氢气时,投资较少、能耗较低;B中用煤或焦炭作原料,容易造成污染,且相对于用天然气作原料投资较大、能耗较高。
【答案】 C
8.与氨碱法比较,下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( )
A.提高了原料的原子利用率
B.降低了生产成本
C.减少了环境污染
D.减轻了对设备的腐蚀
【解析】 联合制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合生产,提高了食盐的利用率,缩短了生产流程,减少了环境污染。
【答案】 D
9.某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下:
CaSO4
悬浊液
甲
乙
滤液
(NH4)2SO4CaCO3
生石灰
下列推断中,不合理的是( )
A.气体1是CO2,气体2是NH3
B.通入的NH3必须过量
C.CO2可被循环使用
D.生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3
【解析】 由于H2CO3的酸性弱于H2SO4,且CaCO3能溶于强酸,故“气体1”不可能是CO2,应是NH3,而“气体2”是CO2,且“气体1”即NH3必须过量,由关系式CaSO4~2NH3知每生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3。
【答案】 A
10.合成氨所用的H2可由煤与水反应制得,其中有一步反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,欲提高CO的转化率可采用的方法有:
①降低温度;②增大压强;③使用催化剂;④增大CO的浓度;⑤增大水蒸气的浓度,其中正确的组合是( )
A.①②③④⑤ B.只有①⑤
C.只有①④⑤D.只有⑤
【解析】 该反应是一个气体总体积不变的放热反应,欲提高CO的转化率,可设法使化学平衡向正反应方向移动,显然降低温度可以满足这一要求;增加水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的转化率也可以增大;若增加CO的浓度,平衡虽然向右移动,但CO的总量增大,其转化率反而减小。
增大压强和使用催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,而与平衡时CO的转化率无关。
【答案】 B
11.发酵粉可用于制作馒头、面包等。
将发酵粉与水混合或加热均产生二氧化碳,这一事实能够说明( )
A.发酵粉中一定含有二氧化碳
B.发酵粉中肯定含有小苏打
C.发酵粉是纯碱和小苏打的混合物
D.发酵粉中含有固体酸性物质
【解析】 产生CO2,必然有能与CO
或HCO
结合的H+存在。
【答案】 D
12.在容积可变的密闭容器中,2molN2和8molH2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A.5% B.10% C.15% D.20%
【解析】
N2+3H2
2NH3
起始量(mol)280
转化量(mol)2/324/3
平衡量(mol)4/364/3
所以平衡时氮气的体积分数=
×100%=15.4%。
故选C。
【答案】 C
二、非选择题(本题包括4小题,共40分)
13.用下图所示装置进行实验,回答有关问题:
(1)玻璃管E内发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)小试管C的作用是_______________________________。
(3)广口瓶D内盛的试剂是________,装置D的3个主要作用是__________________________。
(4)若U形管内收集到的物质很少,分析其原因,不可能的是________。
(填序号)
①装置气密性不好
②制得的SO2中混有少量H2S杂质,使催化剂中毒
③气流速度过快
(5)从U形管导出的尾气的处理方法是
________________________________________________________________________。
【解析】 本题
(1)中方程式的书写要注意条件和反应符号“
”;SO2的气体中不会有H2S气体杂质,所以产物少的原因不可能是混有H2S杂质引起的;SO2气体有毒,需用NaOH溶液将其吸收。
【答案】
(1)2SO2+O2
2SO3
(2)起安全瓶的作用,防止液体倒吸入试管中
(3)浓硫酸 干燥SO2和O2,将SO2和O2混合均匀,通过观察气泡调节气体的流速
(4)②
(5)应用NaOH溶液吸收
14.(12分)如下图表示某些化工生产的流程(有的反应条件和产物已略去)
请回答下列问题:
(1)写出上述流程中所涉及的化学工业名称
________________________________________________________________________。
(2)反应Ⅰ需在500℃进行,其主要原因是
________________________________________________________________________;
H转化为I的过程中,需不断补充空气,其原因是
________________________________________________________________________。
(3)写出反应Ⅲ的化学方程式_____________________。
工业上,采用向析出K的母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却后可析出副产品。
通氨气的作用是________。
(填序号)
a.增大NH
的浓度,使J更多地析出
b.使K更多地析出
c.使K转化为M,提高析出的J的纯度
【解析】
(1)A为O2、B为N2、C为H2、D为CO、E为NH3、F为CO2,反应Ⅰ为工业合成氨,反应Ⅱ为氨氧化法制硝酸,反应Ⅲ为侯氏制碱法。
(2)500℃时该反应的催化剂的活性最高。
NO2转化成HNO3时,由于不断有NO生成,故通入O2,便于NO转化成NO2,促进NO2的转化,提高原料的利用率。
(3)析出K的母液中含Na+、HCO
、NH
、Cl-,向其中通入NH3并加入细小的NaCl颗粒,可增大NH
的浓度,更利于NH4Cl析出,同时也提高了析出的NH4Cl的纯度。
【答案】
(1)合成氨、氨氧化法制硝酸、联合制碱法(或侯氏制碱法)
(2)500℃时,该反应的催化剂的活性最高 H转化为I的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO,NO2不能被完全吸收,故需不断地补充空气,促进NO2的转化,提高原料利用率
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Clac
15.(8分)合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为:
合成塔和接触室中的反应分别为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0;
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0。
(1)写出流程中设备的名称:
B________,X________。
(2)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理,最理想的热处理方法是________。
(3)采用循环操作可提高原料的利用率,下列生产中,采用循环操作的是________(填序号)。
①硫酸工业 ②合成氨——工业 ③硝酸工业
(4)工业上常用98%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是________________________________________________________________________。
(5)工业生产中常用氨——酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。
硫酸工业尾气中的
SO2经处理可以得到一种化肥,该肥料的化学式是________。
(6)根据化学平衡移动原理,下列条件或措施合理的是________(填序号)
①合成氨工业在高压下进行 ②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂 ③及时将氨液化而分离 ④硫酸工业中,净化后的炉气中要有过量空气 ⑤合成氨工业和硫酸工业都采用适宜的温度
【解析】 本题以综合题的形式考查工业制硫酸和合成氨的工艺流程,题目着眼课本基础知识的考查,难度不大。
【答案】
(1)循环压缩机 沸腾炉
(2)逆流换热或充分利用反应中放出的热量加热反应气
(3)①②③
(4)用稀硫酸或水吸收SO3时易形成酸雾,不利于SO3吸收
(5)(NH4)2SO4
(6)①③④
16.(10分)工业制硫酸的流程如下所示:
(1)早期以硫铁矿为原料造气,方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2,若消耗了12gFeS2,上述反应有________mol电子发生了转移。
(2)如今大量改用固体硫为原料,同时生产过程中送入过量的空气,该改进从减少污染物的排放和____________两个方面体现“绿色化学”。
(3)如果C装置中生成0.1molSO3,可放出9.83kJ的热量。
则该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)硫酸厂尾气处理的流程如下:
G和M的主要成分一样,如此处理的目的是______________________________,
加澄清石灰水的离子方程式为_________________________________________。
【解析】
(1)4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2 44e-
480g44mol
12gn(e-)
计算得:
n(e-)=1.1mol
【答案】
(1)1.1
(2)提高原料的利用率
(3)SO2(g)+
O2(g)===SO3(g)ΔH=-98.3kJ/mol
(4)富集SO2 SO2+Ca2++2OH-===CaSO3↓+H2O
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