知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2． Ⅰ工业上用氨催化氧化制硝酸
（1）由氨氧化剂制备硝酸的第一步反应的化学方程式 ______ ．
（2）由于二氧化氮不能被水完全吸收，因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循坏操作，使其充分转化为硝酸（如果不考虑生产过程中的其他损失）
①从理论上分析，要使氨气完全转化为硝酸，则原料氨气和氧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一个具有反应条件的密闭容器中进行，所有物质不与外界交换，则最后所得溶液的质量分数为 ______ ．
Ⅱ某学习小组为了模拟工业上氨氧化制硝酸，用下列仪器进行实验：

C装置可以加热，回答下列问题：
（3）装置图中虚线方框内必要仪器的名称和所盛试剂分别为 ______ ．
（4）A处的玻璃导管设置成可上下抽动的原因 ______ ．
（5）实验中在D中观察到的实验现象是 ______ ．
（6）E的作用是 ______ ，E中倒置漏斗可防倒吸，能防倒吸原因是 ______ ．

难度：较易

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3．如图是工业生产硝酸铵的流程．

$\rm{(1)}$实验室制氨气的化学方程式为____________，写出氨气转化为$\rm{NO}$的化学方程式：____________．
$\rm{(2)}$在整个生产流程中两次通入空气的目的是____________、____________．
$\rm{(3)A}$、$\rm{B}$、$\rm{C}$、$\rm{D}$四个反应容器中的反应，属于氧化还原反应的是____________$\rm{(}$填反应容器字母代号$\rm{)}$，在$\rm{NO_{2}}$与水的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________．
$\rm{(4)}$假设由$\rm{NH_{3}}$制$\rm{NO}$的产率为$\rm{100\%}$，由$\rm{NO}$制硝酸的产率为$\rm{100\%}$，然后利用制得的$\rm{HNO_{3}}$与剩余的$\rm{NH_{3}}$反应制备$\rm{NH_{4}NO_{3}}$，则制硝酸用去的$\rm{NH_{3}}$占$\rm{NH_{3}}$总量的____________$\rm{\%}$．

难度：中等

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4．硝酸铵可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等，工业制取硝酸铵的工艺流程如下：

（1）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    ；
（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    ；
（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
NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂
方法二：NH₃还原法
8NH₃（g）+6NO₂（g）═7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2635kJ/mol（NO也有类似的反应）
方法三：甲烷吸收法
CH₄（g）+2NO₂═CO₂（g）+N₂+2H₂O（g）△H=+867kJ/mol（NO也有类似的反应）
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    ；
（4）工业上也可以通过电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如图所示．

①图中通入NH₃的目的是    ；
②若维持电流强度为3A，电解2小时，理论上可制得NH₄NO₃的最大质量为    g；（已知F=96500C•mol^-l）（保留2位有效数字）．
（5）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃．己知：NH₃制NO的产率是94%，NO制HNO₃的产率是89%，则制HNO₃所用NH₃的质量占总耗NH₃质量（不考虑其他损耗）的百分比为    ．

难度：中等

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5．工业上制取硝酸的主要流程图如图

（1）工业合成氨的原料是N₂和H₂．装置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．已知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    ．

难度：中等

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6．下列关于工业生产过程的叙述正确的是（　　）

A．联合制碱法中循环使用CO₂和NH₃，以提高原料利用率

B．硫酸工业中，SO₂氧化为SO₃时采用常压，因为高压会降低SO₂转化率

C．合成氨生产过程中将NH₃液化分离，可加快正反应速率，提高N₂、H₂的转化率

D．炼钢是在高温下利用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去

难度：中等

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7．下列关于工业生产过程的叙述正确的是（　　）

A．联合制碱法中循环使用CO₂和NH₃，以提高原料利用率

B．硫酸工业中，SO₂氧化为SO₃时采用常压，因为高压会降低SO₂转化率

C．合成氨生产过程中将NH₃液化分离，可加快正反应速率，提高N₂、H₂的转化率

D．炼钢是在高温下利用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去

难度：难

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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，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： ______ 、 ______ ．
（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一所示．在氧化炉里，反应温度通常控制在800℃～900℃的理由是 ______ ．
（4）如图二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．

难度：较易

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9．工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是 ______ ，其中发生反应的化学方程式为 ______ ．
（2）此生产过程中，N₂与H₂合成NH₃所用的催化剂是 ______ ．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：

、、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）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 ______ ．
（4）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 $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Cunderline%7B%C2%A0%5Ctext%7B%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82%7D%C2%A0%7D%7D%7B%E2%96%B3%7D$ 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 ______ ．
（5）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：较易

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10．工业上制取硝酸的主要流程图如图

（1）工业合成氨的原料是N₂和H₂．装置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．已知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 ______ ．

难度：较易

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