2019-2020年高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)單元綜合檢測(cè) 新人教版選修2.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)單元綜合檢測(cè) 新人教版選修2 一、選擇題(本題包括8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.xx年上海世博會(huì)的主題是“城市,讓生活更美好”。下列敘述中不正確的是 ( )。 A.世博會(huì)期間,處理廢水時(shí)可加入明礬以吸附水中的雜質(zhì)而凈水 B.世博會(huì)期間,利用可降解的“玉米塑料”替代一次性飯盒,可防止產(chǎn)生 白色污染 C.世博會(huì)期間,使用的泡沫滅火器中是Al2(SO4)3溶液與Na2CO3溶液的混 合物 D.世博停車場(chǎng)安裝催化光解設(shè)施,可將汽車尾氣中的CO和NOx反應(yīng)生成 無(wú)毒氣體 解析 泡沫滅火器是Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液的混合物,C錯(cuò)誤。 答案 C 2.采用循環(huán)操作可提高原料的利用率,下列工業(yè)生產(chǎn)中,采用循環(huán)操作的是 ( )。 ①硫酸工業(yè)?、诤铣砂惫I(yè)?、巯跛峁I(yè) ④純堿工業(yè) A.僅①② B.僅②③ C.僅①④ D.①②③④ 答案 D 3.下列關(guān)于化工生產(chǎn)原理的幾種敘述中,均符合目前工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況的是 ( )。 A.石油是烴的混合物,石油工業(yè)中采用干餾的方法把石油分成不同沸點(diǎn)范 圍的產(chǎn)物 B.氯氣和氫氣混合在光照條件下生成氯化氫,再用水吸收生成鹽酸 C.二氧化硫在接觸室被氧化成三氧化硫,再在吸收塔內(nèi)被水吸收制成濃硫 酸 D.合成氨工業(yè)中,由于氨易液化,N2、H2循環(huán)使用,所以總體來(lái)說(shuō)氨的產(chǎn) 率很高 解析 A中是用分餾的方法把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物。 答案 D 4.符合實(shí)際并用于工業(yè)生產(chǎn)的是 ( )。 A.CO2通入氫氧化鈉溶液中制Na2CO3 B.H2和Cl2光照制HCl C.Cl2通入澄清石灰水中制漂白粉 D.用硫黃制硫酸 解析 制Na2CO3的方法是侯氏制堿法,A項(xiàng)錯(cuò)。H2和Cl2的混合氣體光照會(huì) 引起爆炸,工業(yè)制HCl的方法是使Cl2在H2中燃燒,B項(xiàng)錯(cuò)。澄清石灰水濃 度太小,制取漂白粉的方法是向石灰乳中通Cl2,C項(xiàng)錯(cuò)。 答案 D 5.下列除去雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法不正確的是 ( )。 A.除去Na2CO3固體中的少量NaHCO3,置于坩堝中加熱 B.除去SO3中的少量SO2,可通入適量的O2 C.除去合成氨中生產(chǎn)的NH3中的N2、H2,可采用降溫的方法 D.純堿生產(chǎn)中所得的NH4Cl和NaHCO3混合物,可采用結(jié)晶過(guò)濾的方法分 離 解析 合成近生產(chǎn)NH3中降溫,NH3液化分離,而N2、H2可循環(huán)利用;純 堿生產(chǎn)中所得的NH4Cl和NaHCO3,NaHCO3的溶解度小,可采用結(jié)晶過(guò)濾 方法。 答案 B 6.向0.1 molL-1 NaOH溶液中通入過(guò)量CO2后,溶液中存在的主要離子是 ( )。 A.Na+、CO32- B.Na+、HCO3- C.HCO3-、CO32- D.Na+、OH- 解析 正確解出此題需看清楚CO2是過(guò)量的,無(wú)論多少NaOH與過(guò)量CO2 反應(yīng)都生成NaHCO3。因此本題重在考查學(xué)生對(duì)題給信息的把握能力。向 NaOH溶液中通入過(guò)量CO2發(fā)生的反應(yīng)為NaOH+CO2===NaHCO3,因此通 入過(guò)量CO2后溶液中的溶質(zhì)主要為NaHCO3,主要離子為Na+、HCO3-。 答案 B 7.認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,對(duì)學(xué)好化工生產(chǎn)知識(shí)具有重要意義。下列說(shuō)法不正確的是 ( )。 A.SO2合成SO3雖然屬于放熱反應(yīng),但工業(yè)上合成SO3時(shí)仍需加熱 B.合成氨工業(yè)采用高溫高壓和使用催化劑,因這些條件都符合化學(xué)平衡原 理 C.合成純堿的過(guò)程中,應(yīng)首先向飽和食鹽水中通入NH3,再通入足量CO2 D.通過(guò)加壓降溫的方法可獲得制備NH3的原料氣N2 解析 合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),從化學(xué)平衡的角度分析,低溫更有利于合成 氨,B項(xiàng)不正確。 答案 B 8.有A、B、C、D四個(gè)中等城市,它們水源、能源充足,交通便利。它們相對(duì)地理位置如下圖所示。各城市各有其特點(diǎn):A城是風(fēng)光秀麗,人口稠密,土地供應(yīng)緊張的旅游城市,環(huán)保要求高,近郊有豐富的FeS2資源;B城是一個(gè)新興的工業(yè)城市,已建有大型磷肥廠,土地供應(yīng)充足。C城近郊有豐富的磷灰石資源,工業(yè)發(fā)達(dá),但使用H2SO4的工業(yè)不多,土地供應(yīng)充足;D城是一個(gè)古老的城市,它的周圍是重要的農(nóng)業(yè)區(qū),是大量肥料的集散地?,F(xiàn)擬建年產(chǎn)1105 t硫酸的工廠,廠址應(yīng)選在 ( )。 A.A城近郊 B.B城近郊 C.C城近郊 D.D城近郊 解析 硫酸廠應(yīng)建在靠近硫酸消費(fèi)中心的地區(qū),避開(kāi)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 B 二、填空題(本題包括4小題,共52分) 9.(12分) “低碳”既是時(shí)尚,也是環(huán)保要求。“低碳”在工業(yè)生產(chǎn)中意義重大,充分利用原材料,不排放或減少排放“三廢”,不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾個(gè)工廠利用廢氣、廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝: 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)工藝操作①、②分別為_(kāi)_________、__________。 (2)寫出生成“產(chǎn)品”的離子方程式_________________________________。 (3)檢驗(yàn)合成氨廠廢氣中含有氨氣的方法是___________________________ ___________________________________________________________。 (4)副產(chǎn)品的化學(xué)式為_(kāi)_________,該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是 ________。 解析 (1)合成氨原料之一氮?dú)鈦?lái)源于空氣,分離方法是將空氣液化后蒸發(fā)分 離出O2獲得N2;將沉淀池中的混合物經(jīng)過(guò)濾可得到產(chǎn)品和沉淀。 (2)“產(chǎn)品”是(NH4)2SO4,反應(yīng)物是CaSO4懸濁液、CO2、NH3等,產(chǎn)物除 (NH4)2SO4外還有CaCO3,其中離子方程中CaSO4懸濁液要寫分子式。 (3)利用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3。 (4)CaCO3煅燒可生成CO2和CaO,其中CO2可循環(huán)使用。 答案 (1)液化 過(guò)濾 (2)CaSO4+2NH3+CO2+H2O===CaCO3↓+2NH4++SO42- (3)用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在管口處,若試紙變藍(lán),證明廢氣中有NH3 (4)CaO CO2 10.(14分)聯(lián)堿法(侯氏制堿法)和氨堿法的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)要表示如下圖: (1)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。 (2)X是________,Y是________(填化學(xué)式)。 (3)Z中除了溶解的氨氣、食鹽外,其它溶質(zhì)還有________________;排出液 W中的溶質(zhì)除了氫氧化鈣外,還有________________。 (4)從理論上分析,在氨堿法生產(chǎn)過(guò)程中________(填“需要”或“不需要”) 補(bǔ)充氨氣。 (5)根據(jù)聯(lián)堿法中從母液中提取氯化銨晶體的過(guò)程推測(cè),所得結(jié)論正確是 ________(填序號(hào))。 a.常溫時(shí)氯化銨的溶解度比氯化鈉小 b.通入氨氣目的是使氯化銨更多析出 c.加入食鹽細(xì)粉目的是提高Na+的濃度,促進(jìn)碳酸氫鈉結(jié)晶析出 (6)聯(lián)堿法與氨堿法相比,指出聯(lián)堿法的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)___________________。 解析 (1)兩種方法中沉淀池內(nèi)產(chǎn)生的物質(zhì)均為NaHCO3和NH4Cl且析出的均 是NaHCO3,發(fā)生的反應(yīng)是NH3+H2O+NaCl+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl。 (2)兩種方法中煅燒爐內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)均是:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+ H2O↑,可見(jiàn)循環(huán)的X是CO2。氨堿法中:向母液加入CaO后,生成NH3 循環(huán)利用,排出液W中含有CaCl2及未反應(yīng)的NaCl、Ca(OH)2等。 (3)聯(lián)堿法中,母液中含有NaCl、NH3、NH4Cl(少量)、NaHCO3(少量)。 (4)從理論上分析,氨堿法生產(chǎn)中的母液主要含有NH4Cl、NaHCO3,加入過(guò) 量CaO后,NH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng)生成NH3,顯然不用補(bǔ)充氨氣。 (5)增大母液中c(NH4+)和c(Cl-)均可以使NH4Cl析出。 答案 (1)NaCl+NH3+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl (2)CO2 NH3 (3)NaHCO3、NH4Cl CaCl2、NaCl (4)不需要 (5)b (6)不產(chǎn)生無(wú)用的 CaCl2(或提高了食鹽的轉(zhuǎn)化率等)。 11.(14分)(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸: 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: ①為充分利用反應(yīng)放出的熱量,接觸室中應(yīng)安裝________(填設(shè)備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是_______________________________ _______________________________________________。 ②為使硫黃充分燃燒,經(jīng)流量計(jì)1通入燃燒室的氧氣過(guò)量50%,為提高SO2轉(zhuǎn)化率,經(jīng)流量計(jì)2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過(guò)程中流經(jīng)流量計(jì)1和流量計(jì)2的空氣體積比應(yīng)為_(kāi)_______。假設(shè)接觸室中SO2的轉(zhuǎn)化率為95%,b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______(空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按0.2計(jì)),該尾氣的處理方法是________。 ③與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點(diǎn)是________(可多選)。 A.耗氧量減少 B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高 C.產(chǎn)生的廢渣減少 D.不需要使用催化劑 (2)硫酸的用途非常廣泛,可應(yīng)用于下列哪些方面________(可多選)。 A.橡膠的硫化 B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成 C.鉛蓄電池的生產(chǎn) D.過(guò)磷酸鈣的制備 (3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時(shí)SO2的排放,請(qǐng)寫出此脫硫過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。 解析 (1)①接觸室中進(jìn)行的反應(yīng)為SO2的催化氧化,為放熱反應(yīng),使用熱交換器可以充分利用反應(yīng)放出的熱量,對(duì)原料氣進(jìn)行預(yù)熱。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接觸面積。 ②S+O2===SO2參加反應(yīng)的硫黃為1 mol,則經(jīng)流量計(jì)1通入的氧氣為1.5 mol,反應(yīng)后氣體總量為1.5 mol5=7.5 mol, 2SO2 + O2 2SO3 ΔV 2 1 2 1 1 mol 0.5 mol 經(jīng)流量計(jì)2通入的氧氣為0.5 mol2.5=1.25 mol,則==1.2。反應(yīng)后氣體總量為7.5 mol+1.25 mol5-1 mol95%=13.275 mol,則尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)為=0.004。 硫酸工業(yè)中,尾氣SO2用氨水吸收,再用硫酸處理:SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。生成的(NH4)2SO4可作肥料。 ③硫鐵礦的含硫成分為FeS2,硫元素被氧化生成SO2的同時(shí),鐵元素也被氧化生成Fe2O3(廢渣),與硫黃直接燃燒相比,耗氧量增加,產(chǎn)生的廢渣也增加。 (2)橡膠的硫化是采用硫黃;合成烷基苯磺酸鈉需要先合成烷基苯磺酸,而烷基苯磺酸通過(guò)烷基苯與濃硫酸的磺化反應(yīng)生成;鉛蓄電池用硫酸作為電解質(zhì)溶液;過(guò)磷酸鈣通過(guò)磷酸鈣與硫酸反應(yīng)制得。 (3)CaCO3CaO+CO2↑ SO2+CaOCaSO3 2CaSO3+O2===2CaSO4 CaSO3不穩(wěn)定,在空氣中容易被氧化成CaSO4。 答案 (1)①熱交換器 增加SO3與濃硫酸的接觸面積,有利于SO3的吸收?、?.2 0.004 用氨水吸收 ③A、C (2)B、C、D (3)CaCO3CaO+CO2↑;2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2) 12.(12分)合成氨的流程示意圖如下: 回答下列問(wèn)題: (1)工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃?。氮?dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來(lái)的,通常使用的兩種分離方法是____________、____________;氫氣的來(lái)源是水和碳?xì)浠衔铮瑢懗龇謩e采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式________________________,__________________________。 (2)設(shè)備A中含有電加熱器,觸媒和熱交換器,設(shè)備A的名稱是________,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________。 (3)設(shè)備B的名稱為_(kāi)_______,其中m和n是兩個(gè)通水口,入水口是________(填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因是________________________ ________________________________________________。 (4)設(shè)備C的作用是_______________________________________________ _________________________。 (5)在原料氣制備過(guò)程中混有的CO對(duì)催化劑有毒害作用,欲除去原料氣中的CO,可通過(guò)如下反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 已知1 000 K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627,若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%,則起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于________。 解析 (1)利用空氣中氮?dú)獾姆悬c(diǎn)比氧氣的沸點(diǎn)低,先將空氣加壓降溫變成液態(tài),然后再加熱,使氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來(lái),留下的就是液態(tài)氧氣。故分離方法是液化和分餾;另一種方法是將空氣與C反應(yīng)后除去CO2,采用煤和天然氣制備H2的化學(xué)方程式分別為:C+H2O(g)CO+H2、CH4+H2O(g)CO+3H2;(2)合成氨的設(shè)備為合成塔;發(fā)生的反應(yīng)是N2+3H22NH3;(3)冷凝分離氨氣的設(shè)備為冷卻塔;為了增強(qiáng)冷卻效果,冷卻水應(yīng)從下端進(jìn)入,逆向冷卻效果好;(4)設(shè)備C是分離器,能將液氨和未反應(yīng)的原料分離;(5)設(shè)CO、H2O的起始濃度分別為x molL-1、y molL-1,且CO的轉(zhuǎn)化率為90%,則 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始濃度(molL-1) x y 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL-1) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x 平衡濃度(molL-1) 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x K===0.627,得:≈13.8,只要增加H2O量,就可提高CO的轉(zhuǎn)化率。 答案 (1)液化、分餾 與C反應(yīng)后除去CO2 C+H2O(g)CO+H2 CH4+H2O(g)CO+3H2 (2)合成塔 N2+3H22NH3 (3)冷卻塔 n 高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入,冷卻水應(yīng)從下端進(jìn)入,逆向冷卻效果好 (4)將液氨和未反應(yīng)的原料氣分離 (5)13.8- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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