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第一单元走进化学工业测评(A)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.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:硫酸工业及合成氨工业的反应中都有可逆反应,采用循环操作将尾气中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是循环应用。硝酸工业中,采用通入过量O2,使NO全部被氧化,所以不采用循环操作。答案:C2.下列符合实际并用于工业生产的是()A.CO2通入氢氧化钠溶液中制Na2CO3B.H2和Cl2光照制HClC.Cl2通入澄清石灰水中制漂白粉D.用硫黄制硫酸解析:制Na2CO3的方法是侯氏制碱法,A项错误;H2和Cl2的混合气体光照会引起爆炸,工业制HCl的方法是使Cl2在H2中燃烧,B项错误;澄清石灰水中Ca(OH)2浓度太小,制取漂白粉的方法是向石灰乳中通Cl2,C项错误。答案:D3.下列关于氨碱法和联合制碱法说法错误的是()A.两者的原料来源相同B.两者的生产原理相同C.两者对食盐利用率不同D.两者最终产品都是Na2CO3解析:氨碱法:以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料,联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳(来自合成氨中用水煤气制取氢气时的废气)为原料,两者的原料来源不相同,A错误;氨碱法其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl,联合制碱法:包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而形成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3晶体,再煅烧制得纯碱产品,第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,B正确;氨碱法的最大缺点在于原料食盐的利用率只有约70%,联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,C正确;氨碱法和联合制碱法两者最终产品都是Na2CO3,D正确。答案:A4.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。下列说法错误的是()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、高压和使用催化剂的条件,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CO2D.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项错误。答案:B5.比较工业合成氨与接触法制硫酸中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:D6.石灰石是一种化工原料,可以通过反应生成一系列物质,如图:下列说法正确的是()A.漂粉精是混合物,主要成分是氯化钙B.图示的制纯碱方法,要求先向饱和食盐水中通NH3,然后再通CO2C.纯碱属于碱,俗名苏打D.制取纯碱和漂粉精所涉及的反应都是非氧化还原反应解析:漂粉精为氯气和氢氧化钙反应的产物,2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,其主要成分是次氯酸钙和氯化钙,A错误;NH3极易溶于水且溶液呈弱碱性,再通入CO2使之更多地转化为HCO3-,故工业上,可先向饱和食盐水中通入NH3后再通入CO2制NaHCO3,碳酸氢钠受热分解制取纯碱,B正确;纯碱是碳酸钠,俗名苏打,是由钠离子和碳酸根离子组成的化合物,属于盐,C错误;向饱和食盐水中通NH3,然后再通CO2制取碳酸氢钠,加热分解碳酸氢钠制取纯碱,两反应中元素化合价没有变化,属于非氧化还原反应,但制备漂粉精的反应中氯元素的化合价由0价变化为-1、+1价,属于氧化还原反应,D错误。答案:B7.下列关于工业生产的说法错误的是()A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通氨气,后通二氧化碳B.在硫酸工业、合成氨工业中,皆采用循环操作提高原料利用率C.在侯氏制碱工业中,二氧化碳可以循环利用D.硫酸工业中,用水来吸收三氧化硫解析:硫酸工业中,是用98%的硫酸来吸收三氧化硫,如果用水来吸收,则会产生酸雾,影响产率,D项错误。答案:D8.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项错误;及时分离氨气可提高反应物的转化率,B错误;硫酸生产中用浓硫酸吸收SO3,C项错误。答案:D9.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)H0,欲提高CO转化率可采用的方法有:降低温度;增大压强;使用催化剂;增大CO的浓度;增大水蒸气的浓度,其中正确的是()A.B.C.D.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;增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的转化率也可以增大;但若增大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的操作只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,而与平衡时CO的转化率无关。答案:B10.某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下:下列推断中,不合理的是()A.气体1是CO2,气体2是NH3B.通入的NH3必须过量C.CO2可被循环使用D.生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3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CaSO42NH3知,每生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3。答案:A二、非选择题(本题包括3小题,共50分)11.(16分)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)。装置气密性不好制得的SO2中混有少量H2S杂质,使催化剂中毒气流速度过快(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+O22SO3(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)(5)用NaOH溶液吸收12.(17分)氨气是工农业生产中重要的产品,合成氨并综合利用的某些过程如图所示:(1)原料气中的氢气来源于水和碳氢化合物。请写出甲烷和水在催化剂和高温条件下反应的化学方程式:。(2)在工业生产中,设备A的名称为,A中发生的化学反应方程式是。(3)上述生产中向母液通入氨气同时加入,可促进副产品氯化铵的析出。长期使用氯化铵会造成土壤酸化,尿素适用于各种土壤,在土壤中尿素发生水解,其水解的化学方程式是。(4)纯碱在生产生活中有广泛的应用,请写出任意两种用途:。(5)图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质,用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数。样品m g溶液沉淀固体n g检验沉淀是否洗涤干净的方法是。样品中NaCl的质量分数的数学表达式为。解析:(1)依据题给的信息,甲烷与水在高温催化剂作用下生成二氧化碳(或一氧化碳)和氢气,故化学反应方程式为CH4+2H2OCO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2;(2)在生产中,设备A中应生成目标产物纯碱,故A为沉淀池,发生的反应为NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3;(3)副产物为氯化铵,需要引入氯离子,且目标产物为纯碱,故在通入氨气的同时,加入NaCl,尿素水解生成氨气和二氧化碳,故反应为CO(NH2)2+H2O2NH3+CO2;(4)纯碱在日常生活中应用广泛,常用于制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、印染等;(5)检验沉淀是否洗净的方法为:取少量最后一次洗涤所得滤液,向其中加入稀H2SO4溶液(或AgNO3溶液),若产生白色沉淀,则沉淀没有洗涤干净;若无白色沉淀生成,则沉淀已洗涤干净;生成ng固体为BaCO3,物质的量为ng197gmol-1,故碳酸钠的质量为ng197gmol-1106gmol-1,故氯化钠的质量为(m-106n197)g,故质量分数为(m-106n197m100%)=(1-106n197m)100%。答案:(1)CH4+2H2OCO2+4H2或CH4+H2OCO+3H2(2)沉淀池NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3(3)NaClCO(NH2)2+H2O2NH3+CO2(4)制玻璃、制肥皂(5)取少量最后一次洗涤所得滤液,向其中加入稀H2SO4溶液(或AgNO3溶液),若产生白色沉淀,则沉淀没有洗涤干净;若无白色沉淀生成,则沉淀已洗涤干净(1-106n197m)100%13.(17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)H0;2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0。(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)。硫酸工业合成氨工业硝酸工业(4)工业上常用98%的硫酸吸收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)。合成氨工业在高压下进行合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂及时将氨液化而分离硫酸工业中,净化后的炉气中要有过量空气合成氨工业和硫酸工业都采用适宜的温度答案:(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)(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)
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