知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．
接触法制硫酸的核心反应是\(\rm{2SO_{2}(g) + O_{2}(g)⇌ 2SO_{3}(g) + Q(Q > 0)}\)。
\(\rm{⑴}\)该反应的平衡常数表达式为_______________________，升高温度，\(\rm{K}\)值将_______\(\rm{(}\)“增大”、“减小”、“不变”\(\rm{)}\)。
\(\rm{⑵}\)该反应在接触室进行，从提高能源利用率考虑，接触室内装有_______________\(\rm{(}\)填设备名称\(\rm{)}\)，其作用是_________________，以现实能量的综合利用。
\(\rm{⑶}\)生产中用过量的空气能使\(\rm{SO_{2}}\)的转化率________\(\rm{(}\)填“增大”、“减小”、“不变”\(\rm{)}\)，选择\(\rm{400℃}\)的主要原因是________________________________________________。
\(\rm{⑷}\)下图是反应过程中，体系内各物质浓度的变化情况。\(\rm{t_{2}}\)时曲线发生变化的原因是__________________，反应处于平衡状态的时间是______________。

难度：中等

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2．

磷石膏\(\rm{(}\)主要成分是\(\rm{CaSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O)}\)是磷酸及磷肥类工业在生产过程中产生的一种废渣，我国每年排放的磷石膏大约\(\rm{2000}\)万吨以上，开发利用磷石膏，保护资源和环境，符合持续发展的观念。下图所示为对磷石膏进行综合利用的路径之一。

\(\rm{(1)}\)过程Ⅰ中\(\rm{CaSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\) \(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\) \(\rm{O}\)脱水反应相关的热化学方程式为：
\(\rm{CaSO_{4}·2H_{2}O(s)=CaSO_{4}· \dfrac{1}{2} H_{2}O(s)+ \dfrac{3}{2} H_{2}O(g)}\)   \(\rm{ΔH_{1}=+83.2 kJ·mol^{-1}}\)
\(\rm{CaSO_{4}·2H_{2}O(s)=CaSO_{4}(s)+2H_{2}O(l)}\)    \(\rm{ΔH_{2}=+26 kJ·mol^{-1}}\)
\(\rm{H_{2}O(g)=H_{2}O(l)}\)    \(\rm{ΔH_{3}=-44 kJ·mol^{-1}}\)

则反应\(\rm{CaSO_{4}· \dfrac{1}{2} H_{2}O(s)=CaSO_{4}(s)+ \dfrac{1}{2} H_{2}O(g)}\)的\(\rm{ΔH_{4}=}\)_____\(\rm{kJ·mol^{-1}}\)。

\(\rm{(2)}\)过程Ⅱ用合适的还原剂可以将\(\rm{CaSO_{4}}\)还原，所得\(\rm{SO_{2}}\)可用于工业生产硫酸。

\(\rm{① CO}\)作还原剂，改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下所得固体成分的物质的量如图\(\rm{1}\)所示。在低于\(\rm{800 ℃}\)时还原产物为_____；\(\rm{1200 ℃}\)时主要发生的反应的化学方程式为_____。

\(\rm{②}\) 高硫煤作还原剂，焙烧\(\rm{2.5}\)小时，测不同温度下硫酸钙的转化率，如右图\(\rm{2}\)所示。\(\rm{CaCl_{2}}\)的作用是_____；当温度高于\(\rm{1200 ℃}\)时，无论有无\(\rm{CaCl_{2}}\)，\(\rm{CaSO_{4}}\)的转化率趋于相同，其原因是_____。

\(\rm{③}\)以\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)为原料，工业生产硫酸的化学方程式是_____。

\(\rm{(3)}\)过程\(\rm{III}\)将\(\rm{CaSO_{4}}\)投入\(\rm{(NH_{4})_{2}CO_{3}}\)溶液中，发生反应的离子方程式是_____。

难度：中等

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3．如图是现今常规生产发烟硫酸和硫酸的流程图：
（1）在④处二氧化硫被氧化成三氧化硫，④的设备名称是 ______ ．该处发生反应的方程式为 ______ ．为提高三氧化硫的产率，该处应采用 ______ （填“等温过程”或“绝热过程”）．
为宜．
（2）在⑦处进行二次催化处理的原因是 ______ ．
（3）⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫．此时气体经过⑥后不立即进入⑦是因为： ______ ．
（4）20%的发烟硫酸（SO₃的质量分数为20%）1吨需加水 ______ 吨（保留2位有效数字）才能配制成98%的成品硫酸．
（5）在②处发生1500℃的“不完全燃烧”，即先混入少量干燥空气，然后在③处于700℃下再继续燃烧．试简述这种燃烧方式对环境保护是有利的原因 ______ ．

难度：中等

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4．如图是某企业设计的硫酸-磷肥-水泥联产、海水-淡水多用、盐-热-电联产的三大生态产业链流程图．

根据上述产业流程回答下列问题：
（1）该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式：① ______ 、② ______ 、③ ______ 、④ ______ 、⑤ ______ ．
（2）沸腾炉发生反应的化学方程式： ______ ．磷肥厂的主要产品是普钙（磷酸二氢钙和硫酸钙），写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式 ______ ．
（3）用1吨硫铁矿（FeS₂的质量分数为36%）接触法制硫酸，制硫酸的产率为65%，则最后能生产出质量分数为98%的硫酸 ______ 吨．
（4）热电厂的冷却水是 ______ ，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 ______ （写出一种即可）．
（5）根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想． ______ ， ______ （写出两点即可）．

难度：中等

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5．联合生产是实现节能减排的重要措施，工业上合成氨和硝酸的联合生产具有重要的意义．下面是工业上合成氨的简易流程：

（1）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是 ______ ，其中发生的化学反应方程式为 ______ ；
（2）设备B的名称是 ______ ，其中m和n是两个通水口，入水口是 ______
（填“m”或“n”）；不宜从相反方向通水的原因是 ______ ；
（3）设备C的作用是 ______ ．
（4）原料气中往往含有CO等杂质，在进行反应前要先净化，净化的原因是 ______ ．
（5）氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是 ______ ．
（6）生产出来的NH₃可以用来生产硝酸．在制备硝酸的过程中，由于二氧化氮不能一次性被水完全吸收，因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作，使其充分转化为硝酸（不考虑生产过程中的其它损失）．
①从理论上分析，要使氨气完全转化为硝酸，则原料中氧气和氨气物质的量的投料比至少为 ______ ．
②如果按理论上的原料比将原料放在特定条件的密闭容器中进行反应，所有物质不与外界交换，则最后所得溶液的质量分数为 ______ ．（保留三位有效数字）

难度：中等

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6．氨在国民经济中占有很重要的地位．现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料．氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法．
（1）对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，都能缩短达到平衡所用的时间，但只有 ______ 对化学平衡状态有影响．
（2）综合考虑各种因素，在实际生产中合成氨一般选择以 ______ 为催化剂，压强在 ______ ，温度在 ______ ．
（3）要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题．氢气可以由以下几个途径制取：①电解水制取氢气；②由煤或焦炭制取氢气；③由天然气或重油制取氢气．你认为哪种方法是最佳选择： ______ （填序号），其反应的化学方程式为 ______ ．
（4）如图是合成氨的简要流程示意图，图中循环气体物质是 ______ ．
（5）硝酸厂的尾气中含有NO和NO₂等污染物，为了防止污染大气可以用烧碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NaOH+NO₂═NaNO₂+NaNO₃+H₂O
但在实际生产中常用纯碱代替烧碱，也能发生类似反应，且放出CO₂，试写出用纯碱溶液吸收NO和NO2的两个反应的化学方程式：
① ______ ；
② ______ ．

难度：中等

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7．回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是 ______ ， ______ ；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ______ ， ______ ．
（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称 ______ ，其中发生的化学反应方程式为 ______ ．
（3）设备B的名称 ______ ，其中m和n是两个通水口，入水口是 ______ （填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因 ______ ．
（4）设备C的作用 ______ ；
（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂ （g）+H₂ （g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于 ______ ．

难度：中等

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8．硫酸工业生产中接触室内发生的反应方程式为；
在实际生产中，操作温度选定\(\rm{400—500℃}\)、压强通常采用常压的原因分别是。

难度：中等

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9．
如图是某企业设计的硫酸\(\rm{-}\)磷肥\(\rm{-}\)水泥联产、海水\(\rm{-}\)淡水多用、盐\(\rm{-}\)热\(\rm{-}\)电联产的三大生态产业链流程图．

根据上述产业流程回答下列问题：
\(\rm{(1)}\)该流程\(\rm{①}\)、\(\rm{②}\)、\(\rm{③}\)、\(\rm{④}\)、\(\rm{⑤}\)为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式：\(\rm{①}\) ______ 、\(\rm{②}\) ______ 、\(\rm{③}\) ______ 、\(\rm{④}\) ______ 、\(\rm{⑤}\) ______ ．
\(\rm{(2)}\)沸腾炉发生反应的化学方程式： ______ \(\rm{.}\)磷肥厂的主要产品是普钙\(\rm{(}\)磷酸二氢钙和硫酸钙\(\rm{)}\)，写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式 ______ ．
\(\rm{(3)}\)用\(\rm{1}\)吨硫铁矿\(\rm{(FeS_{2}}\)的质量分数为\(\rm{36\%)}\)接触法制硫酸，制硫酸的产率为\(\rm{65\%}\)，则最后能生产出质量分数为\(\rm{98\%}\)的硫酸 ______ 吨\(\rm{.}\)
\(\rm{(4)}\)热电厂的冷却水是 ______ ，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 ______ \(\rm{(}\)写出一种即可\(\rm{)}\)．
\(\rm{(5)}\)根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想．______ ， ______ \(\rm{(}\)写出两点即可\(\rm{)}\)．

难度：中等

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10．
火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸\(\rm{.}\)某企业用如图\(\rm{1}\)所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：
\(\rm{(1)}\)硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面 ______ \(\rm{(}\)可多选\(\rm{)}\)
A.橡胶的硫化
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产
D.过磷酸钙的制备
\(\rm{(2)}\)为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装 ______ \(\rm{(}\)填设备名称\(\rm{).}\)吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)如果进入接触室的混合气\(\rm{(}\)含\(\rm{SO_{2}}\)体积分数为\(\rm{7\%}\)、\(\rm{O_{2}}\)为\(\rm{11\%}\)、\(\rm{N_{2}}\)为\(\rm{82\%)}\)中\(\rm{SO_{2}}\)平衡转化率与温度及压强的关系如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{.}\)在实际生产中，\(\rm{SO_{2}}\)催化氧化反应的条件选择常压和\(\rm{450℃}\)，而没有选择\(\rm{SO_{2}}\)转化率更高的\(\rm{B}\)或\(\rm{C}\)点对应的反应条件，其原因分别是 ______ ； ______ ．
\(\rm{(4)}\)为使硫黄充分燃烧，经流量计\(\rm{l}\)通入燃烧室的氧气过量\(\rm{50\%}\)；为提高\(\rm{SO_{2}}\)转化率，经流量计\(\rm{2}\)的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的\(\rm{2.5}\)倍；则生产过程中流经流量计\(\rm{l}\)和流量计\(\rm{2}\)的空气体积比应为 ______ \(\rm{.}\)假设接触室中\(\rm{SO_{2}}\)的转化率为\(\rm{95\%}\)，\(\rm{b}\)管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为 ______ \(\rm{(}\)空气中氧气的体积分数按\(\rm{0.2}\)计\(\rm{)}\)，
\(\rm{(5)}\)工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是 ______ ．

难度：中等

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