知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．
煤燃烧产生的\(\rm{CO_{2}}\)是造成温室效应的主要气体之一．
将\(\rm{CO_{2}}\)转化成有机物可有效地实现碳循环\(\rm{.}\)如：
\(\rm{a.6CO_{2}+6H_{2}O}\) \(\rm{ \overset{{光照}/{叶绿素}}{ }C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}}\)

\(\rm{b.2CO_{2}+6H_{2} \xrightarrow[\triangle ]{{催化剂}}C_{2}H_{5}OH+3H_{2}O}\)
\(\rm{c.CO_{2}+CH_{4} \xrightarrow[\triangle ]{{催化剂}}CH_{3}COOH}\)
\(\rm{d.2CO_{2}+6H_{2} \xrightarrow[\triangle ]{{催化剂}}CH_{2}=CH_{2}+4H_{2}O}\)
以上反应中，最节能的是 ______ ，反应\(\rm{c}\)中理论上原子利用率为 ______ ．

难度：中等

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2．氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用．工业上合成氨的流程示意图如图1所示．

回答下列问题：
（1）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    ．
（2）设备B中m和n是两个通水口，入水口是    （填“m”或“n”）．
（3）设备C的作用是    ．
（4）某工厂利用氨气生产硝酸的流程简要表示如图2所示：
①写出设备b的名称    ；a中反应的化学方程式为    ．
②常压法生产的硝酸浓度较低，尾气中氮氧化物含量较高，请帮助上述工厂设计一个能提高硝酸浓度、减少尾气排放的改进方案，并表示在图中．
（5）工业上利用氨氧化法生产硝酸，如图3是氨氧化率与氨一空气混合其中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r[n（O₂）/n（NH₃）]=    ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是    ．

难度：中等

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3．工业上制取硝酸铵的流程图如图1所示．

请回答下列问题：
（1）在合成氨的生产中，A设备的名称为    ，N₂与H₂合成NH₃所用的催化剂是    ．2007年化学家格哈德•埃特尔研究证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如图2．、、分别表示H₂、N₂、NH₃．图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和③含义分别是    、    ．
（2）合成氨时，假设100L氮气与氢气（体积比为1：3）的混合气体充分反应后，体积变为90L，则氮气的转化率为    ．
（3）在上述工业生产中，B装置的名称为    ，B中发生反应的化学方程式为    ．
（4）已知1m³硝酸工业的尾气中含3160mgNO_x，其中n（NO）：n（NO₂）=9：1．如果在通入空气的情况下，用NaOH溶液完全吸收NO_x生成NaNO₃，则发生反应的化学方程式为    ，至少需要25%的NaOH溶液（密度1.28g/cm³）    mL（结构保留三位有效数字）．
（5）已知以上硝酸工业的尾气NO_x还可以用氨氧混合气进行处理，写出以上尾气NO_x与氨气反应的化学方程式    ．

难度：中等

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4．（2016•陕西校级模拟）硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题．
（1）若从下列四个城市中选择一处建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在    的郊区（填标号）．
A．有丰富黄铁矿资源的城市
B．风光秀丽的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工业城市
D．人口稠密的文化、商业中心城市
（2）CuFeS₂是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS₂转化为CuO、Fe₂O₃和SO₂，该反应的化学方程式为    ；
（3）为了有利于SO₂转化SO₃，多采用如图所示的装有多层催化剂的    （填设备名称）作为反应设备，让气体经历如图所示流程而不是直接进入该设备进行反应的原因是    ．
（4）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都是正确的是
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．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
（5）实验测得SO₂反应生成SO₃的转化率与温度、压强有关，请根据如表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是    ．
1个大气压 5个大气压 10个大气压 15个大气压
400℃ 0.9961 0.9972 0.9984 0.9988
500℃ 0.9675 0.9767 0.9852 0.9894
600℃ 0.8520 0.8897 0.9276 0.9468
（6）由吸收塔排出的尾气中SO₂的含量超过500umol/L，就要用氨水洗涤烟气脱硫，该反应的化学方程式为    ．
（7）若用浓硫酸吸收SO₃可以得到H₂SO₄•SO₃．用1000g 98% 的H₂SO₄充分吸收SO₃后，再进行稀释，可以得到98% 的硫酸的质量是
A．1.98kg  　　     B．2.00kg  　　  　 C．2.22kg 　　      D．2.42kg．

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：中等

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6．今年3月，Google公司研发的智能计算机AlphaGo以四比一的战绩完胜世界棋王李世石．AlphaGo的制造工艺中涉及很多化学知识：
（1）AlphaGo的核心--中央处理器（CPU）的主要成分是高纯硅单晶．在提纯粗硅的流程中硅元素被还原一步的化学方程式为    ．
（2）AlphaGo集成电路板的印刷过程中常利用的离子反应为    ．
（3）AlphaGo的金属外壳主要成分是铝合金，合金中的铝在空气中不易被腐蚀，十分稳定的原因有    （填字母序号）．
a．铝不与空气中的O₂、H₂O等物质反应
b．铝金属的表面存在一层致密的氧化膜
c．铝合金中可能掺有一些活泼金属，如Mg-Al合金．

难度：中等

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7．（2016•重庆校级模拟）印尼火山喷发不仅带来壮观的美景，还给附近的居民带来物质财富，有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入．硫磺可用于生产化工原料硫酸．某工厂用如图所示的工艺流程生产硫酸：
请回答下列问题：
（1）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    ．
（2）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），该尾气的处理方法是    ．
（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是    （可多选）．
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
（4）硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面    ．
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
（5）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO₂的主要原因之一．在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时
SO₂的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式    ．

难度：中等

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8．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
催化剂
.
△
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    %．

难度：中等

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9．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：中等

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10．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水．草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解．回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物，装置C中可观察到的现象是    ，由此可知草酸晶体分解的产物中有    ．装置B的主要作用是    ．
（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验．

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、    ．装置H反应管中盛有的物质是    ．
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是    ．
（3）①设计实验证明：
①草酸的酸性比碳酸的强    ．
②草酸为二元酸    ．

难度：中等

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	1个大气压	5个大气压	10个大气压	15个大气压
400℃	0.9961	0.9972	0.9984	0.9988
500℃	0.9675	0.9767	0.9852	0.9894
600℃	0.8520	0.8897	0.9276	0.9468