1、计时双基练(四十一)化学与工农业生产(计时：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1下列有关接触法制硫酸的叙述错误的是()A为提高反应速率和原料利用率，硫铁矿要在“沸腾”状态下燃烧B为防止催化剂中毒，气体在进入接触室前要先净化C接触室中热交换器的主要作用是预热未反应的气体和冷却反应后的气体D吸收塔中SO3从下而上，水从上而下，剩余气体从上部出来循环利用解析为加快吸收速率及防止吸收时形成酸雾，应使用98%的浓硫酸吸收SO3，而不是用水。答案D2采用循环操作可提高原料利用率，下列工业生产中，没有采用循环操作的是()A硫酸工业B合成氨工业C硝酸工业D氯碱工业解析
2、硫酸工业及合成氨工业的反应都是可逆反应，都采用了循环操作将尾气中的原料气分离再重新进行反应。氯碱工业中，电解饱和食盐水后，从阳极室流出的淡盐水等也可循环使用。硝酸工业中，采用通入过量O2，将NO全部氧化的方法提高原料利用率，不采用循环操作。答案C3合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的工艺流程如下：下列关于合成氨工业的说法不正确的是()A混合气进行循环利用遵循绿色化学思想B合成氨反应需在低温下进行C对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D原料气之一的氢气可由天然气和水反应制得解析合成氨反应虽是放热反应，但是温度太低时，反应速率太慢，适宜温度需在500 左右，且该温度下催化剂
3、的活性最大。答案B4下列有关氨催化氧化法生产硝铵的说法中不正确的是()A该生产过程的初始生产原料是氨气B该生产过程中发生的反应均为氧化还原反应C用于制备硝酸所用的氨和与硝酸反应生成硝铵所用的氨的物质的量之比为11D选择厂址时应远离居民生活区解析NH3HNO3=NH4NO3不属于氧化还原反应。答案B5工业生产中物质的循环利用有多种模式，如下图 、所示：下列说法中正确的是()A图可用于合成氨中N2、H2的循环B图可用于氨碱法制纯碱中CO2的循环C图可用于电解饱和食盐水中NaCl的循环D图可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环解析图适合电解饱和食盐水，也适合氨氧化法制HNO3，图适合氨碱法制纯碱。答案A6
4、下列关于合成氨工业的说法中正确的是()A从合成塔出来的混合气体中，氨气占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低B由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高C合成氨工业的反应温度控制在500 ，目的是使化学平衡向正反应方向移动D我国合成氨厂采用的压强是20 MPa50 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大解析虽然从合成塔出来的气体中NH3只占15%，但由于N2和H2循环使用和不断分离出液氨，所以生产NH3的工厂的效率还是很高，故A项不正确。控制反应温度，一是为了使反应速率加快，二是为了使催化剂活性最大，故C项不正确；增大压强有利于NH3的合成，但压强越大，需要的动力越
5、大，对材料的强度和设备的制造要求越高，故采用20 MPa50 MPa，但与催化剂的活性无关，故D项也不正确。答案B7以下关于氨碱法与联合制碱法的认识，不正确的是()A氨碱法生产纯碱的原料便宜易得，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基础上改进形成的C在联合制碱法中，氯化钠的利用率比氨碱法中的高D联合制碱法避免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，便宜易得，但该方法并非最早的制碱工艺，最早的制碱方法是吕布兰法。氨碱法的产品纯度较高，生产步骤也比较简单，但氯化钠的利用率不高，生产过程中产生的氯化钙难以处理，此为氨碱法的一大缺点。联合制
6、碱法是侯德榜在氨碱法的基础上改进形成的，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A8下列有关工业生产的叙述正确的是()A合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率B硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量C炼铁是铁矿石在高温下被氧化的过程D用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气中的氮氧化物，不仅可以防止有害物质的排放，还可以生产有用的NaNO2解析N23H22NH3，NH3液化分离，平衡正向移动，提高了N2、H2的转化率，但是c(NH3)降低，v(正)、v(逆)均减小；硫酸工业中接触室中发生的反应为2SO2O22S
7、O3，利用该反应放出的热量来预热SO2；金属的冶炼实质是Mnne=M，是金属被还原的过程；NONO22NaOH=2NaNO2H2O，NO、NO2完全被碱液吸收。答案D9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来提高SO2的转化率B合成氨中采用及时分离液态氨来提高反应速率C电解精炼铜中，溶液中c(Cu2)基本保持不变D氯碱工业中阳极得到氢氧化钠和氢气解析2SO2O22SO3，该反应在常压下转化率非常高，不需要采用高压来提高转化率；N23H22NH3，由于NH3液化后使混合气体中c(NH3)降低，引起v(正)、v(逆)均降低；电解精炼铜时
8、，阳极反应式为Cu2e=Cu2，阴极反应式为Cu22e=Cu，所以溶液中c(Cu2)基本保持不变；2NaCl2H2O，D项错误。答案C10下列使用化肥、农药的描述中正确的是()A高温多雨时比较适合施用钾肥B长期施用硫铵会造成土壤板结C石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用D过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用解析长期使用(NH4)2SO4会因其水解呈酸性而使土壤板结。答案B二、非选择题(本大题共4小题，共50分)11(12分)(2015东北三省四市教研联合体高三第二次模拟)工业合成氨技术是对人类的巨大贡献之一。下面是合成氨的简要流程示意图：(1)设备的名称是_，沿X路线循环的物质是_(填字母序号)。AN
9、2和H2B催化剂CNH3DN2、H2和NH3(2)合成氨中H2可以由焦炭和水蒸气反应获得。请写出该反应的化学方程式：_。(3)原料气中往往含有H2S、CO、CO2等杂质，必须除去这些杂质的目的是_，常用K2CO3溶液除去CO2，其反应的离子方程式为_。(4)近年有人将电磁场直接加在氮气和氢气反应的容器内，在较低的温度和压强下合成氨，获得了较高的产率。电磁场对合成氨反应本质的影响是_，该方法的优点是_。(5)合成氨工业往往含有大量含氨废水，为了防止对环境造成污染，可以利用电解法将氨转化为对环境无污染的物质加以处理。电解时以石墨作电极，以硝酸作为电解质，则理论上处理1 mol氨，电路中转移电子_m
10、ol，阳极的电极反应式为_。解析(1)根据题给工艺流程判断设备的名称为合成塔，沿X路线循环利用的物质是N2和H2，选A。(2)焦炭和水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为CH2OCOH2。(3)原料气必须净化的目的是防止催化剂中毒，用K2CO3溶液除去CO2的离子方程式为COCO2H2O=2HCO。(4)在电磁场的作用下，氮氮叁键更容易断裂，降低了合成氨反应所需的能量，使反应更容易进行。(5)电解法处理含氨废水，使其转化为对环境无污染的物质，则NH3被氧化为氮气，氮元素的化合价由3升高到0，处理1 mol氨电路中转移3 mol电子，阳极的电极反应式为：2NH36e=N26H。答案(
11、1)合成塔A(2)CH2OCOH2(3)防止催化剂中毒COCO2H2O=2HCO(4)在电磁场的作用下，氮氮叁键更容易断裂，降低了合成氨反应所需的能量降低能耗，使反应更容易进行(其他合理答案均给分)(5)32NH36e=N26H12(12分)(2015山东济南4月模拟)石膏(CaSO42H2O)是某些化工生产中的副产物，其可用作医学材料和建筑材料，也可将石膏转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。(1)本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl、H2O外，还需要_。(2)“吸收”工艺过程中，分别将CO2、NH3通入水中，反应生成(NH4)2C
12、O3，实际操作中为生成较多的(NH4)2CO3，应在水中通_，理由是_。(3)写出向石膏悬浊液中加入(NH4)2CO3溶液后发生反应的离子方程式：_。(4)过滤所得滤液中的溶质主要是(NH4)2SO4，也可能含有未完全反应的(NH4)2CO3，检验(NH4)2CO3是否存在的方法是_。(5)滤液A中主要的溶质为_。(6)上述工艺流程是如何体现“绿色化学”思想的？_。解析(1)分析题给工艺流程知，本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl、H2O外，还需要CaCO3、NH3。(2)“吸收”工艺过程中，分别将CO2、NH3通入水中，反应生成(NH4)2CO3，实际操作中为生成较多的(NH4)2
13、CO3，应先在水中通NH3，因氨气在水中的溶解度较大，先通入氨气使溶液呈碱性，可大量吸收二氧化碳，生成较多的(NH4)2CO3。(3)向石膏悬浊液中加入(NH4)2CO3溶液，硫酸钙与碳酸铵反应生成碳酸钙和硫酸铵，离子方程式为CaSO42H2OCO=CaCO3SO2H2O或CaSO4CO=CaCO3SO。(4)检验(NH4)2CO3是否存在的方法是取滤液少许于试管中，滴加盐酸，若有气泡产生则说明存在(NH4)2CO3。(5)分析题给流程知滤液A中主要的溶质为NH4Cl。(6)该工艺流程中硫酸钙和氯化钾较完全地转化为硫酸钾和氯化钙，碳酸钙、氨在工艺中循环使用(原子利用率高，没有有害物质排放到环境
14、中)，都体现了“绿色化学”的思想。答案(1)CaCO3、NH3(2)氨气氨气在水中溶解度较大，先通入氨气使溶液呈碱性，可大量吸收二氧化碳气体，生成较多的(NH4)2CO3(3)CaSO42H2OCO=CaCO3SO2H2O或CaSO4CO=CaCO3SO(4)取滤液少许于试管中，滴加盐酸，若有气泡产生则说明存在(NH4)2CO3(5)NH4Cl(6)硫酸钙和氯化钾较完全的转化为硫酸钾和氯化钙；碳酸钙、氨在工艺中循环使用(原子利用率高，没有有害物质排放到环境中)13(13分)(2015新课标全国卷)苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：相
15、关化合物的物理常数物质相对分子质量密度/(gcm3)沸点/ 异丙苯1200.864 0153丙酮580.789 856.5苯酚941.072 2182回答下列问题：(1)在反应器A中通入的X是_。(2)反应和分别在装置_和_中进行(填装置符号)。(3)在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是_，优点是用量少，缺点是_。(4)反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。反应温度应控制在50 60 ，温度过高的安全隐患是_。(5)中和釜D中加入的Z最适宜的是_(填标号。已知苯酚是一种弱酸)。aNaOHbCaCO3cNaHCO3dCaO(6)蒸馏塔F中的馏出物T和P分别_和_，判断的依据是_。(7)用该
16、方法合成苯酚和丙酮的优点是_。解析(1)由已知反应知，X应为O2或空气。(2)根据反应的条件和类型可知，反应和分别在A、C装置中进行。(3)酸在反应前后没有损耗，浓硫酸作该反应的催化剂，但浓硫酸有酸性，可腐蚀设备。(4)反应的H0，为放热反应。温度过高可能导致过氧化物爆炸。(5)因NaOH、CaCO3、CaO都能与反应，所以选NaHCO3。(6)因丙酮、苯酚沸点分别为56.5 、182 ，丙酮沸点低，所以T、P分别是丙酮、苯酚。(7)原子利用率高。答案(1)O2(或空气)(2)AC(3)催化剂(提高反应速率)腐蚀设备(4)放热可能会导致(过氧化物)爆炸(5)c(6)丙酮苯酚丙酮的沸点低于苯酚(
17、7)原子利用率高14(13分)(2015山东卷)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有_(填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a转入中和液b转入结晶操作c转入转化液d转入结晶操作(4)若将NaNO
18、2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为_吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。解析(1)NOx中含有NO2，NO2溶于H2O会发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，则中和液中还含有NaNO3。(2)防止水分蒸发过量，溶液浓度过大会导致溶液中的硝酸钠析出。蒸汽中含有NaNO2可加入到溶碱中循环利用。(3)母液转化时加入稀硝酸的目的是将NaNO2转化为NaNO3，以得到更多的NaNO3，提高其产量。母液需回收利用，可转入转化液进行循环，或转入结晶操作，即c、d项正确。(4)1.38吨NaNO2的物质的量为2104 mol，则生产n(NaNO3)1104 mol，二者所含n(Na)3104 mol，则所需n(Na2CO3)1.5104 mol，m(Na2CO3)1.5104 mol106 gmol11.59吨。答案(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(3)将NaNO2转化为NaNO3cd(4)1.59
