知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．火山喷发产生的硫磺可用于上产生重要的化工原料硫酸，某企业用如图2所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题
（1）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些    （可多选）
A．过磷酸钙的制备
B．表面活性剂“烷基苯硫酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装    （填设备名称）吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是
（3）工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是
（4）如果进入接触室的混合气（含SO₂体积分数为7%、O₂为11%，N₂为82%）中SO₂平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示，在实际生产中，SO₂催化氧反应的条件选择常压和450℃，而没有选择SO₂转化率更高的B会C点对应的反应条件，其原因分别是
（5）为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO₂转化率，经流量计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2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为    假设接触室中SO₂的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为    （空气中氧气的体积分数按0.2计）

难度：中等

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2． I、污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀．下列物质不能作为沉淀剂的是
A．氨水      B．硫化氢气体     C．硫酸钠溶液        D．纯碱溶液
II、合成氨的流程示意图如图：

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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3．利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：

依据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是
（2）若n mol CH₄经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H₂    mol（用含n的代数式表示）
（3）K₂CO₃（aq）和 CO₂反应在加压下进行，加压的理论依据是    （多选扣分）
（a）相似相溶原理    （b）勒沙特列原理    （c）酸碱中和原理
（4）分析流程示意图回答，该合成氨工艺的主要原料是    ，辅助原料是    ．
（5）请写出以CH₄为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N₂、H₂的化学方程式：
    ．
（6）整个流程有三处循环，一是Fe（OH）₃循环，二是K₂CO₃（aq）循环，请在上述流程图中找出第三处循环并写在答题卡上（要求：循环方向、循环物质）．

难度：中等

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4．工业合成上氨及氨氧化法制硝酸的流程图如图，回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是N₂和H₂．设备A的名称是    ；其中N₂可从空气中分离出来，方法是先将空气    ，然后    即可得到；H₂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    ．
（2）在原料气制备过程中必须进行脱硫，目的是    ．
（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，已知NO和NO₂按1：1通入碱液中生成亚硝酸盐．
①上述工艺中采用气-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）．
②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    ；若n（NO）：n（NO₂）＜1：1，则会导致    ．
（4）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃．已知：由NH₃制NO的产率是95%，NO制HNO₃的产率是90%，则制HNO₃所用的NH₃的质量占总耗NH₃质量的    %（保留三位有效数值）．

难度：中等

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5．含氮的化合物广泛存在于自然界，是一类非常重要的化合物．回答下列有关问题：
（1）在一定条件下：2N₂（g）+6H₂O（g）═4NH₃（g）+3O₂（g）．已知该反应的相关的化学键键能数据如下：
化学键 N≡N H-O N-H O=O
E/（kJ/mol） 946 463 391 496
则该反应的△H=    kJ/mol．
（2）电厂烟气脱氮的主要反应I：4NH₃（g）+6NO（g）⇌5N₂（g）+6H₂O（g）△H＜0，副反应II：2NH₃（g）+8NO（g）⇌5N₂O（g）+3H₂O（g）△H＞0．
①反应I的化学平衡常数的表达式为    ．
②对于在2L密闭容器中进行的反应I，在一定条件下n（NH₃）和n（N₂）随时间变化的关系如图1所示：

用NH₃表示从开始到t₁时刻的化学反应速率为    （用a、b、t表示）mol/（L•min），图中表示已达平衡的点为    ．
③电厂烟气脱氮的平衡体系的混合气体中N₂和N₂O含量与温度的关系如图2所示，在温度420～550K时，平衡混合气体中N₂O含量随温度的变化规律是    ，造成这种变化规律的原因是    ．
（3）电化学降解法可治理水中硝酸盐的污染．电化学降解NO₃-的原理如图3所示，电源正极为    （填“a”或“b”），阴极电极反应式为    ．

难度：中等

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6．自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的固定的相关研究获得了不断的发展．
（1）分析下表数据可知：大气固氮反应属于    （填“吸热”或“放热”）反应．2260℃时，向2L密闭容器中充入0.3molN₂和0.3molO₂，模拟大气固氮反应，达到平衡时，N₂的转化率是    （结果保留三位有效数字）．
反应　大气固氮N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）
　温度/℃ 　27 　2260
　K 　3.84×10^-31 　1
（2）工业固氮的主要形式是：N₂　（g）+3H₂　（g）⇌2NH₃　（g）△H＜0，如图是当反应器中按n（N₂）：n（H₂）=1：3　投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线．

①曲线a对应的温度是    ．
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是    （填字母）．
A．图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N）
B．工业合成氨之所以加入催化剂，是因为加入催化剂有利于提高反应的活化能
C．相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c＞b＞a
③N点时c（NH₃）=0.2mol/L，N点的化学平衡常数K=    （结果保留两位小数）．
（3）合成氨原料气中的氢气可用天然气（主要成分为CH₄）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2mol　CO₂吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是    ，该方法制得的原料气中主要杂质是CO₂，若用K₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式是    ．
（4）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为    ．

难度：中等

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7．硫酸是一种应用非常广泛的化工原料，其生产工艺与原料有紧密关系．目前主要有如下图所示的两种工艺：
（1）H₂SO₄的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面    （填序号）
A．过磷酸钙的制备         B．铅蓄电池的生产
C．橡胶的硫化             D．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
（2）若沸腾炉中每燃烧0.12Kg FeS₂会放出853KJ热量，写出此状况下FeS₂燃烧的热化学方程式    ．
（3）两工艺中都用了接触室和吸收塔，为充分利用反应放出的热量，接触室中要安装    （填设备名称）．从吸收塔出来的尾气一般要进行的一种处理是
（4）下列操作与操作的主要原因都正确的是    填序号）
A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
B．SO₃从吸收塔底部通入，因为吸收SO₃采取逆流的形式
C．SO₂氧化为SO₃时需要使用催化剂，这样可提高SO₂转化率
D．SO₃用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，提高SO₃吸收率
（5）为使硫黄充分燃烧，经流量计1 通入燃烧室的氧气过量50%，为提高SO₂ 转化率，经流量计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2.5 倍，则生产过程中流经流量计1 和流量计2 的空气体积比应为    （空气中氧气的体积分数按0.2计）．
（6）工艺I与工艺 II相比，主要差异为    （填序号）．
A．耗氧量减少   B．二氧化硫的转化率提高   C．产生的废渣减少   D．不需要使用催化剂
（7）若浓硫酸吸收SO₃得到H₂SO₄•SO₃，则将1Kg 98%的浓硫酸充分吸收SO₃后所得产物进行稀释，
可以得到    Kg 98%的浓硫酸．

难度：中等

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8．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H₂、CO、CO₂、N₂和H₂O（g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．

完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入    溶液中（填写试剂名称），出现    ，可以证明有硫化氢存在．
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H₂O
Cu
△
CO₂+H₂，若半水煤气中V（H₂）：V（CO）：V（N₂）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H₂）：V（N₂）=    ．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：
Na₂CO₃ K₂CO₃
20℃碱液最高浓度（mol/L） 2.0 8.0
碱的价格（元/kg） 1.25 9.80
若选择Na₂CO₃碱液作吸收液，其优点是    ；缺点是    ．如果选择K₂CO₃碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？    写出这种方法涉及的化学反应方程式．
（4）以下是测定半水煤气中H₂以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H₂以及CO的体积分数．

①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中．
②该实验方案中，步骤    （选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H₂的体积分数．

难度：中等

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9．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：较难

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10．工业上接触法制硫酸过程中，在沸腾炉中煅烧硫铁矿（主要成分为FeS₂）的化学方程式为：4FeS₂+11O₂ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0%5Ctext%7B%E7%85%85%E7%83%A7%7D%C2%A0%7D%7B%20.%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ 2Fe₂O₃+8SO₂
请回答下列问题：
（1）已知S为-1价，则被氧化的元素是 ______ ．
（2）若煅烧1.0t的硫铁矿（杂质含量为30%，杂质中不含硫元素），且FeS₂的转化率为90%，则标准状况下，生成的SO₂体积为 ______ m³．
（3）若硫铁矿煅烧不充分，则炉渣中混有+2价的铁元素，试设计一个简单的实验证明之．简述实验操作和有关的实验现象 ______
供选择的试剂：CuSO₄溶液、稀硫酸、KMnO₄溶液、品红溶液、NaOH溶液等
（4）炉渣经提纯可制得FeCl₃，电子工业需要用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路版．请写出FeCl₃溶液与铜反应的化学方程式 ______ ．检验反应后的溶液中存在Fe³⁺的试剂可用 ______ 欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl₃溶液，下列试剂中，需要用到的一组是（填字母） ______ ．
①蒸馏水 ②铁粉 ③浓硝酸 ④稀盐酸 ⑤浓氨水 ⑥氯水
A．①②④⑥B．①③④⑥C．②④⑤D．①④⑥

难度：较易

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反应	大气固氮N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）
温度/℃	27	2260
K	3.84×10^-31	1

	Na₂CO₃	K₂CO₃
20℃碱液最高浓度（mol/L）	2.0	8.0
碱的价格（元/kg）	1.25	9.80

化学键	N≡N	H-O	N-H	O=O
E/（kJ/mol）	946	463	391	496