知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．氨气、尿素[CO（NH₂）₂]、Na₂CO₃均是重要的化工原料和产品，如图是某化工厂联合生成氨气、尿素[CO（NH₂）₂]、纯碱的部分工艺流程图．

（1）原料气进入压缩机前需要进行净化处理，其目的是 ______ ．制备氨合成塔的材料 ______ （填“能”或“不能”）使用普通的碳素钢．
（2）N₂、H₂混合气体经压缩后再送入氨合成塔，优点是 ______ ．某整个生产中循环使用某些原料可提高生产效益，能循环利用的物质是 ______ ．
（3）请按要求填写下列空白．
①沉淀池中的离子方程式： ______ ．
②生产尿素的化学方程式： ______ ．
（4）在较低温度下，可从沉淀池的溶液中分离出一种副产品由此可推断，低温下NH₄C1的溶解度很可能 ______ （填“小于”或“大于”）NaCL．NH₄C1是一种氮肥，但长期施用易使土壤酸化，用离子方程式表示其原因 ______ ．
（5）以焦炭、水为原料制备H₂ （碳转化为CO₂，则1000g纯度为a%（（杂质不与水反应）焦炭最多可制备 ______ g尿素（已知合成氨时h₂的利用率为b%、合成尿素时NH₃的利用率为c%）

难度：较易

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2．
氨气、尿素$\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}$、$\rm{Na_{2}CO_{3}}$均是重要的化工原料和产品，如图是某化工厂联合生成氨气、尿素$\rm{[CO(NH_{2})_{2}]}$、纯碱的部分工艺流程图．

$\rm{(1)}$原料气进入压缩机前需要进行净化处理，其目的是 ______ $\rm{.}$制备氨合成塔的材料 ______ $\rm{(}$填“能”或“不能”$\rm{)}$使用普通的碳素钢．
$\rm{(2)N_{2}}$、$\rm{H_{2}}$混合气体经压缩后再送入氨合成塔，优点是 ______ $\rm{.}$ 某整个生产中循环使用某些原料可提高生产效益，能循环利用的物质是 ______ ．
$\rm{(3)}$请按要求填写下列空白．
$\rm{①}$沉淀池中的离子方程式： ______ ．
$\rm{②}$生产尿素的化学方程式： ______ ．
$\rm{(4)}$在较低温度下，可从沉淀池的溶液中分离出一种副产品由此可推断，低温下$\rm{NH_{4}C1}$的溶解度很可能 ______ $\rm{(}$填“小于”或“大于”$\rm{)NaCL.NH_{4}C1}$是一种氮肥，但长期施用易使土壤酸化，用离子方程式表示其原因 ______ ．
$\rm{(5)}$以焦炭、水为原料制备$\rm{H_{2}}$ $\rm{(}$碳转化为$\rm{CO_{2}}$，则$\rm{1000g}$纯度为$\rm{a\%((}$杂质不与水反应$\rm{)}$焦炭最多可制备 ______ $\rm{g}$尿素$\rm{(}$已知合成氨时$\rm{h_{2}}$的利用率为$\rm{b\%}$、合成尿素时$\rm{NH_{3}}$的利用率为$\rm{c\%)}$

难度：较易

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3．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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4．氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：

（1）原料气之一氮气的工业制取方法是 ______ ，写出氨气的工业用途（任答一点） ______ ．
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式 ______ ．
在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口 ______ （答m或n）．
（3）设备C的作用 ______ ．
其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义 ______ ．（试结合平衡移动原理回答）
（4）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80%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于 ______ （精确到小数点后一位）．

难度：较易

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5．无论从能耗，还是环境，现代工业工艺往往采用联合生产的方式．工业合成氨、硝酸、纯碱可以进行联合生产．请回答下列有关问题：
（1）工业中，从合成塔出来的混合气体成分是 ______ （填化学式），在进入分离器之前，需进入 ______ （填工业设备名称）．
（2）15mol氮气和3mol氢气在密闭容器中反应生成的氨气的物质的量 ______ （选填字母代号）．
a．小于2mol b．等于2mol c．大于2mol 小于15mol d．等于15mol
（3）氨气在工业制备硝酸生产中的作用是 ______ （用化学方程式表示）：硝酸工业生产中的尾气（NO₂、NO的混合气体）通常可用纯碱溶液吸收：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑，NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂↑；尾气吸收过程中，每吸收5mol尾气，则生成CO₂的物质的量为 ______ ；
（4）硝酸厂的尾气也可利用尿素蒸汽将氨的氧化物还原为空气的主要成分而除去，写出尿素与NO2反应的化学方程式 ______ ．

难度：较易

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6．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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7．铵盐是重要的化工原料，以N₂和H₂为原料制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述流程图中，B设备的名称是 ______ ，其中发生反应的化学方程式为 ______ ．
（2）在上述工业生产中，N₂与H₂合成NH₃的催化剂是 ______ ．1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下（①-⑤）：

分别表示N₂、H₂、NH₃．图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是 ______ 、 ______ ．
（3）NH₃和CO₂在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（ NH₂）₂（s）+H₂O（g）
图⑥表示合成塔中氨碳比a与CO₂转化率ω的关系．a为[n（NH₃）：n（CO₂）]，b为水碳比[n（H₂O）：n（CO₂）]．则：
①b应控制在 ______ ；
A.1.5.1.6 B.1～1.1 C.0.6～0.7
②a应控制在4.0的理由是 ______ ．
（4）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 ______ ．
（5）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：
碱液吸收法：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O
NH₃还原法：8NH₃+6NO₂ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Cunderline%7B%5Ctext%7B%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82%7D%7D%7D%7B%E2%96%B3%7D$ 7N₂+12H₂O（NO也有类似的反应）
以上两种方法中，符合绿色化学的是 ______ ．
（6）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的质量占总耗NH₃质量（不考虑其它损耗）的 ______ %．

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8．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．

（1）试剂a可能是 ______ ，设备B的名称为 ______ ，设备A中的化学方程式为 ______ ．
（2）该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH₃的体积分数约为35.2%．
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H₂转化率的方法 ______ ，温度越低，NH₃的产率越高，为何不在较低温度下进行合成 ______ ．
②从合成塔中出来的NH₃的体积分数通常约为15%，其原因是 ______ ．
（3）从设备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
①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是： ______
a．浓硫酸b．硫酸镁c．生石灰
②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是 ______ ．
（4）用尿素[CO（NH₂）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：NO、NO₂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： ______ ．

难度：较易

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9．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意义．图1是工业上合成氨的简易流程：

（1）设备A内部结构如图2所示，其名称是 ______ ，其中发生的化学反应方程式为 ______ ；生产中原料气必须进行脱硫，目的是 ______ ，选择500℃进行反应的主要原因是 ______ ；
（2）设备B的名称是冷凝塔，图1中a和b是两个通水口，其中入水口是 ______ （填“a”或“b”）．
（3）氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是 ______ ．
（4）生产出来的NH₃可以用来生产硝酸．其中在氨气催化氧化过程中，不同温度下生成产物可能有所不同，温度对氨氧化产物产率的影响如图3所示；当温度大于900℃时，NO的产率下降的主要原因是 ______ ．

（5）某化肥厂用NH₃制备NH₄N0₃．已知：由NH₃制NO的产率是94%，NO制HNO₃的产率是89%，则制HN0₃所用NH₃的质量占总耗NH₃质量（不考虑其它损耗）的 ______ %（保留两位有效数字）．

难度：较易

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10．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 I的名称是 ______ ，沿X路线循环的物质是 ______ （填字母）．
A．N₂和H₂ B．催化剂 C．NH₃D．N₂、H₂和NH₃
（2）合成氨中H₂可以由焦炭和水蒸汽反应获得．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条件下合成氨，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 ______ ．
（4）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NH₃•H₂O转化为对环境无污染的加以处理．电解时以石墨做电极，以硝酸作为电解质，则理论上处理1mol NH₃•H₂O，电路中转移电子 ______ mol，阳极的电极反应式为 ______ ．

难度：中等

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