知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．硝酸铵广泛应用与工农生产中，其生产流程图如下，回答下列问题：

（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是 ______ ，在反应中的氧化产物是 ______ ．
（2）此生产过程中，N₂与H₂合成NH₃所用的催化剂是 ______ ．在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是 ______ ；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是 ______ ．
（3）科学家以氨（NH₃）为燃料开发新型的燃料电池．电池中填充可传导O^2-离子的 MnO₃固体电解质，电池总反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．负极的电极反应式为 ______ ．
（4）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃．已知：由NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，则制HNO₃所用去的NH₃的质量约占总耗NH₃质量（不考虑其它损耗）的 ______ %．（取两位有效数字）
（5）硝酸铵是一种常用的氮肥，在使用该化肥时避免与碱性肥料一起使用，理由是 ______ ．

难度：较易

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2．
硝酸铵广泛应用与工农生产中，其生产流程图如下，回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)在上述工业制硝酸的生产中，\(\rm{B}\)设备的名称是 ______ ，在反应中的氧化产物是 ______ ．
\(\rm{(2)}\)此生产过程中，\(\rm{N_{2}}\)与\(\rm{H_{2}}\)合成\(\rm{NH_{3}}\)所用的催化剂是 ______ \(\rm{.}\)在合成氨的设备\(\rm{(}\)合成塔\(\rm{)}\)中，设置热交换器的目的是 ______ ；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)科学家以氨\(\rm{(NH_{3})}\)为燃料开发新型的燃料电池\(\rm{.}\)电池中填充可传导\(\rm{O^{2-}}\)离子的 \(\rm{MnO_{3}}\)固体电解质，电池总反应为：\(\rm{4NH_{3}+3O_{2}=2N_{2}+6H_{2}O.}\)负极的电极反应式为 ______ ．
\(\rm{(4)}\)某化肥厂用\(\rm{NH_{3}}\)制备\(\rm{NH_{4}NO_{3}.}\)已知：由\(\rm{NH_{3}}\)制\(\rm{NO}\)的产率是\(\rm{96\%}\)、\(\rm{NO}\)制\(\rm{HNO_{3}}\)的产率是\(\rm{92\%}\)，则制\(\rm{HNO_{3}}\)所用去的\(\rm{NH_{3}}\)的质量约占总耗\(\rm{NH_{3}}\)质量\(\rm{(}\)不考虑其它损耗\(\rm{)}\)的 ______ \(\rm{\%.(}\)取两位有效数字\(\rm{)}\)
\(\rm{(5)}\)硝酸铵是一种常用的氮肥，在使用该化肥时避免与碱性肥料一起使用，理由是 ______ ．

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3．工业上制取硝酸的只要流程如图1所示，尾气处理流程如图2所示：

请根据上述流程，结合所学知识回答：
（1）工业合成氨的原料是N₂和H₂，其中N₂以空气为原料制取，方法是 ______ ．H₂可用等物质的量的水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取，其化学方程式为 ______ ．　在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过反应CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）来实现．己知1100K时该反应的平衡常数K=0.64，若要使CO的转化率超过80%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于 ______ ．
（2）在合成氨的设备（合成塔）中，使用热交换器的目的是 ______ ．往吸收塔通入过量空气的原因是 ______ ．
（3）利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气（含NO、NO₂），既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO₂）₂，其部分工艺流程如图2所示．已知NO和NO₂按1：1通入碱液中生成亚硝酸盐．工艺流程2中采用气-液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋），其目的是 ______ ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 ______ （填化学式）．该工艺需控制NO和NO₂物质的量之比接近1：1．若n（NO）：n（NO₂）＜1：1，则会导致 ______ ．
（4）工业上生产硝酸的过程中产生NO_x，也可以用NH₃在高温下催化还原法消除NO_x对空气的污染．写出NH₃与NO_x反应的化学方程式 ______ ．

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4．氨、硝酸、硝酸铵、硝酸铜是重要的化工产品，工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图1，请回答下列问题：

（1）吸收塔中通入空气的作用是 ______ ；下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是 ______ ．
A．浓硫酸 B．氯化钙 C．生石灰 D．硝酸亚铁
（2）制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素[CO（NH₂）₂]作为吸收剂，其主要的反应为：NO、NO₂混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO（NH₂）₂]反应生成CO₂和N₂，反应的化学方程式为 ______ 、 ______ ．
（3）在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：4NH₃+5O₂⇌4NO+6H₂O，4NH₃+3O₂⇌2N₂+6H₂O 在不同温度时生成产物如图2所示．在氧化炉里，反应温度通常控制在800℃～900℃的理由是 ______ ．

（4）如图3所示装置可用于电解NO制备 NH₄NO₃，电解总反应方程式为 ______ ，需补充氨气的理由是 ______ ．
（5）工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体（化学式为Cu（NO₃）₂•3H₂O，摩尔质量为242g/mol）．已知：25℃、1.01×10⁵Pa时，在密闭容器发生反应：2NO₂⇌N₂O₄，达到平衡时，c（NO₂）=0.0400mol/L，c（N₂O₄）=0.0100mol/L．现用一定量的Cu与足量的浓高纯度硝酸反应，制得5.00L已达到平衡的N₂O₄和NO₂的混合气体（25℃、1.01×10⁵Pa），理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为 ______ g．

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5．
某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸，获得了良好的经济效益，下面是其生产流程图．

\(\rm{(1)}\)试剂\(\rm{a}\)可能是 ______ ，设备\(\rm{B}\)的名称为 ______ ，设备\(\rm{A}\)中的化学方程式为 ______ ．
\(\rm{(2)}\)该化工厂合成氨时的压强\(\rm{40MPa}\)，温度为\(\rm{500℃}\)左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中\(\rm{NH_{3}}\)的体积分数约为\(\rm{35.2\%}\)．
\(\rm{①}\)在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中\(\rm{H_{2}}\)转化率的方法 ______ ，温度越低，\(\rm{NH_{3}}\)的产率越高，为何不在较低温度下进行合成 ______ ．
\(\rm{②}\)从合成塔中出来的\(\rm{NH_{3}}\)的体积分数通常约为\(\rm{15\%}\)，其原因是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)从设备\(\rm{B}\)中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏
\(\rm{①}\)下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是： ______
\(\rm{a.}\)浓硫酸\(\rm{b.}\)硫酸镁\(\rm{c.}\)生石灰
\(\rm{②}\)蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是 ______ ．
\(\rm{(4)}\)用尿素\(\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}\)处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：\(\rm{NO}\)、\(\rm{NO_{2}}\)在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式： ______ ．

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6．
工业上制取硝酸的主要流程图如图

\(\rm{(1)}\)工业合成氨的原料是\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{H_{2}.}\)装置\(\rm{A}\)的名称是 ______ ；其中\(\rm{N_{2}}\)可从空
气中分离出来，方法是先将空气 ______ ，然后 ______ 即可得到；
\(\rm{H_{2}}\)可以水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取，其化学方程式为 ______ ．
\(\rm{(2)}\)在原料气制备过程中混有的\(\rm{CO}\)对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的\(\rm{CO}\)，可通过反应\(\rm{CO(g)+H_{2}O(g)═CO_{2}(g)+H_{2}(g)}\)来实现\(\rm{.}\)已知\(\rm{1100K}\)时该反应的平衡常数\(\rm{K=0.64}\)，若要使\(\rm{CO}\)的转化率超过\(\rm{80\%}\)，则起始物中\(\rm{c(H_{2}O)}\)：\(\rm{c(CO)}\)不低于 ______ ．

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7．
氨、硝酸、硝酸铵、硝酸铜是重要的化工产品，工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图，请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)吸收塔中通入空气的作用是 ______ ；下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是 ______ ．
A.浓硫酸 \(\rm{B.}\)氯化钙 \(\rm{C.}\)生石灰 \(\rm{D.}\)硝酸亚铁
\(\rm{(2)}\)制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素\(\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}\)作为吸收剂，其主要的反应为：\(\rm{NO}\)、\(\rm{NO_{2}}\)混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素\(\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}\)反应生成\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{N_{2}}\)，反应的化学方程式： ______ 、 ______ ．
\(\rm{(3)}\)在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：\(\rm{4NH_{3}+5O_{2}═4NO+6H_{2}O}\) \(\rm{4NH_{3}+3O_{2}═2N_{2}+6H_{2}O}\)在不同温度时生成产物如图一所示\(\rm{.}\)在氧化炉里，反应温度通常控制在\(\rm{800℃～900℃}\)的理由是 ______ ．
\(\rm{(4)}\)如图二所示装置可用于电解\(\rm{NO}\)制备 \(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，电解总反应方程式为 ______ ，需补充氨气的理由是 ______ ．
\(\rm{(5)}\)工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体\(\rm{(}\)化学式为\(\rm{Cu(NO_{3})_{2}⋅3H_{2}O}\)，摩尔质量为\(\rm{242g/mol)}\)．
已知：\(\rm{25℃}\)、\(\rm{1.01×10^{5}Pa}\)时，在密闭容器发生反应：\(\rm{2NO_{2}⇌N_{2}O_{4}}\)，达到平衡时，\(\rm{c(NO_{2})=0.0400mol/L}\)，\(\rm{c(N_{2}O_{4})=0.0100mol/L.}\)现用一定量的\(\rm{Cu}\)与足量的浓高纯度硝酸反应，制得\(\rm{5.00L}\)已达到平衡的\(\rm{N_{2}O_{4}}\)和\(\rm{NO_{2}}\)的混合气体\(\rm{(25℃}\)、\(\rm{1.01×10^{5}Pa)}\)，理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为 ______ \(\rm{g}\)．

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8．
氨、硝酸、硝酸铵、硝酸铜是重要的化工产品，工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图\(\rm{1}\)，请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)吸收塔中通入空气的作用是 ______ ；下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是 ______ ．
A.浓硫酸 \(\rm{B.}\)氯化钙 \(\rm{C.}\)生石灰 \(\rm{D.}\)硝酸亚铁
\(\rm{(2)}\)制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素\(\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}\)作为吸收剂，其主要的反应为：\(\rm{NO}\)、\(\rm{NO_{2}}\)混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素\(\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}\)反应生成\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{N_{2}}\)，反应的化学方程式为 ______ 、 ______ ．
\(\rm{(3)}\)在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：\(\rm{4NH_{3}+5O_{2}⇌4NO+6H_{2}O}\)，\(\rm{4NH_{3}+3O_{2}⇌2N_{2}+6H_{2}O}\) 在不同温度时生成产物如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{.}\)在氧化炉里，反应温度通常控制在\(\rm{800℃～900℃}\)的理由是 ______ ．

\(\rm{(4)}\)如图\(\rm{3}\)所示装置可用于电解\(\rm{NO}\)制备 \(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，电解总反应方程式为 ______ ，需补充氨气的理由是 ______ ．
\(\rm{(5)}\)工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体\(\rm{(}\)化学式为\(\rm{Cu(NO_{3})_{2}⋅3H_{2}O}\)，摩尔质量为\(\rm{242g/mol).}\)已知：\(\rm{25℃}\)、\(\rm{1.01×10^{5}Pa}\)时，在密闭容器发生反应：\(\rm{2NO_{2}⇌N_{2}O_{4}}\)，达到平衡时，\(\rm{c(NO_{2})=0.0400mol/L}\)，\(\rm{c(N_{2}O_{4})=0.0100mol/L.}\)现用一定量的\(\rm{Cu}\)与足量的浓高纯度硝酸反应，制得\(\rm{5.00L}\)已达到平衡的\(\rm{N_{2}O_{4}}\)和\(\rm{NO_{2}}\)的混合气体\(\rm{(25℃}\)、\(\rm{1.01×10^{5}Pa)}\)，理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为 ______ \(\rm{g.}\)

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9．
硝酸钱可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等，工业制取硝酸钱的工艺流程如图\(\rm{1}\)：

\(\rm{(l)}\)合成氨气的工业设备名称是 ______ ，设备中设置热交换器的目的是 ______ ，合成氨的原料气必须先脱硫，目的是 ______
\(\rm{(2)}\)吸收塔中反应的化学方程式为 ______ 从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是 ______
\(\rm{(3)}\)生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物，可用如下三种方法处理：
方法一：碱性溶液吸收法
\(\rm{NO+NO_{2}+2NaOH=2NaNO_{2}+H_{2}O}\)；
\(\rm{2NO_{2}+N2CO_{3}=NaNO_{2}+NaNO_{3}+CO_{2}}\)
方法二：\(\rm{NH_{3}}\)还原法
\(\rm{8NH_{3}(g)+6NO_{2}(g)═7N_{2}(g)+12H_{2}O(g)\triangle H=-2635kJ.mol^{-1}(NO}\)也有类似的反应\(\rm{)}\)
方法三：甲烷吸收法
\(\rm{CH_{4}(g)+2NO_{2}(g)═CO_{2}(g)+N_{2}(g)+2H_{2}O(g)\triangle H=+867kJ.mol^{-1}(NO}\)也有类似的反应\(\rm{)}\)
上述三种方法中，方法一的主要缺点是 ______
方法三和方法二相比，方法三的缺点是 ______
\(\rm{(4)}\)工业上也可以通过电解\(\rm{NO}\)制备\(\rm{NH_{4}N0_{3}}\)，其工作原理如图\(\rm{2}\)所示．
\(\rm{①}\)图中通入\(\rm{NH_{3}}\)的目的是 ______
\(\rm{②}\)若维持电流强度为\(\rm{3A}\)，电解\(\rm{2}\)小时，理论上可制得\(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)的最大质量为 ______ \(\rm{g.(}\)已知\(\rm{F=96500C⋅mol^{一l})}\)
\(\rm{(5)}\)某化肥厂用\(\rm{NH_{3}}\)制备\(\rm{NH_{4}NO_{3}.}\)己知：\(\rm{NH_{3}}\)制\(\rm{NO}\)的产率是\(\rm{94\%}\)，\(\rm{NO}\)制\(\rm{HNO_{3}}\)的产率是\(\rm{89\%}\)，则制\(\rm{HNO_{3}}\)所用\(\rm{NH_{3}}\)的质量占总耗\(\rm{NH_{3}}\)质量\(\rm{(}\)不考虑其他损耗\(\rm{)}\)的百分比为 ______ ．

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10．
工业上制取硝酸的只要流程如图\(\rm{1}\)所示，尾气处理流程如图\(\rm{2}\)所示：

请根据上述流程，结合所学知识回答：
\(\rm{(1)}\)工业合成氨的原料是\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)，其中\(\rm{N_{2}}\)以空气为原料制取，方法是 ______ \(\rm{.H_{2}}\)可用等物质的量的水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取，其化学方程式为 ______ \(\rm{.}\)　在原料气制备过程中混有的\(\rm{CO}\)对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的\(\rm{CO}\)，可通过反应\(\rm{CO(g)+H_{2}O(g)⇌CO_{2}(g)+H_{2}(g)}\)来实现\(\rm{.}\)己知\(\rm{1100K}\)时该反应的平衡常数\(\rm{K=0.64}\)，若要使\(\rm{CO}\)的转化率超过\(\rm{80\%}\)，则起始物中\(\rm{c(H_{2}O)}\)：\(\rm{c(CO)}\)不低于 ______ ．
\(\rm{(2)}\)在合成氨的设备\(\rm{(}\)合成塔\(\rm{)}\)中，使用热交换器的目的是 ______ \(\rm{.}\)往吸收塔通入过量空气的原因是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气\(\rm{(}\)含\(\rm{NO}\)、\(\rm{NO_{2})}\)，既能净化尾气，又能获得应用广泛的\(\rm{Ca(NO_{2})_{2}}\)，其部分工艺流程如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{.}\)已知\(\rm{NO}\)和\(\rm{NO_{2}}\)按\(\rm{1}\)：\(\rm{1}\)通入碱液中生成亚硝酸盐\(\rm{.}\)工艺流程\(\rm{2}\)中采用气\(\rm{-}\)液逆流接触吸收\(\rm{(}\)尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋\(\rm{)}\)，其目的是 ______ ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 ______ \(\rm{(}\)填化学式\(\rm{).}\)该工艺需控制\(\rm{NO}\)和\(\rm{NO_{2}}\)物质的量之比接近\(\rm{1}\)：\(\rm{1.}\)若\(\rm{n(NO)}\)：\(\rm{n(NO_{2}) < 1}\)：\(\rm{1}\)，则会导致 ______ ．
\(\rm{(4)}\)工业上生产硝酸的过程中产生\(\rm{NO_{x}}\)，也可以用\(\rm{NH_{3}}\)在高温下催化还原法消除\(\rm{NO_{x}}\)对空气的污染\(\rm{.}\)写出\(\rm{NH_{3}}\)与\(\rm{NO_{x}}\)反应的化学方程式 ______ ．

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