【备战2014高考化学】课时作业43化学与工农业生产

课时作业(四十三)1．(2012·山西太原检测)接触法制硫酸中，从沸腾炉里出来的炉气，在进行氧化之前必须净化的原因是()A．降低炉气的温度便于吸收B．防止矿尘堵塞管道C．防止催化剂中毒以及水蒸气对设备和生产产生不良影响D．增加SO2的含量答案C解析由于沸腾炉中产生的SO2中含有杂质，这些杂质能与V2O5发生化学反应，使V2O5的催化作用丧失，引起催化剂中毒，所以需先净化SO2。2．以石灰石、食盐、水和空气为主要原料，能生产的化工产品是()A．硫酸B．纯碱C．过磷酸钙D．玻璃答案B3．下列有关工业生产的叙述正确的是()A．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量B．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室C．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小D．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速度，提高N2、H2的转化率答案C解析A项，安装热交换器是利用SO2与O2反应放出的热量；B项，电解饱和食盐水时Cl2在阳极生成；D项，将NH3液化分离后，反应速率会减慢。4．(2012·佛山模拟)下列有关氨催化氧化法生产硝铵的说法中不正确的是()A．该生产过程的初始生产原料是氨气B．该生产过程中发生的反应均为氧化还原反应C．用于制备硝酸所用的氨和与硝酸反应生成硝铵所用的氨的物质的量之比为1∶1D．选择厂址时应远离居民生活区答案B解析NH3＋HNO3＝NH4NO3不属于氧化还原反应。5．某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。其工艺流程如下：下列推理不合理的是()A．往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成B．生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3C．直接蒸干滤液能得纯净的(NH4)2SO4D．煅烧CaCO3生成的CO2可被循环使用答案C解析2NH3＋2H2O＋CaSO4===(NH4)2SO4＋Ca(OH)2，A项合理。直接蒸干滤液得到的产品不纯，可能有NH4HCO3等杂质。6．工业生产中物质的循环利用有多种模式，如下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示：下列说法中正确的是()A．图Ⅰ可用于合成氨中N2、H2的循环B．图Ⅰ可用于氨碱法制纯碱中CO2的循环C．图Ⅱ只适用于电解饱和食盐水中NaCl的循环D．图Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环答案A解析图Ⅱ适合电解饱和食盐水，也适合氨氧化法制HNO3，图Ⅲ适合氨碱法制纯碱。二、非选择题7．(2012·河南毕业班高考适应性模拟)空气、海水等常见物质可以作为化工生产的原料，来制备纯碱等产品，下图表示几种工业生产流程中有关物质的转化关系(部分产物和反应条件已略去)。请回答下列问题：(1)X的化学式为________________。(2)反应①的化学方程式为____________________；反应②的反应类型为________________。(3)用海水制得的粗盐中常含有少量Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO2－4等杂质离子，实验室中欲除去溶液中的这些离子，应先加入沉淀剂(Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液)，过滤后再加入适量盐酸调节溶液的pH。沉淀剂的滴加顺序依次为________________(只填化学式)；沉淀过滤后要用蒸馏水洗涤沉淀表面附着的可溶性杂质，检验沉淀是否洗净的方法是______________________。(4)常温下，N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)放出92.4kJ热量，则工业合成氨的热化学方程式为______________________；合成氨时，原料N2不能用空气代替，其主要原因是________________。(5)饱和食盐水、NH3和CO2三种物质混合反应可以制取NaHCO3(溶解度较小，可从溶液中析出)。向饱和食盐水中分别通入两种气体的先后顺序应为__________，该反应的化学方程式为_____________________________。答案(1)NH4Cl(2)2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑分解反应(3)BaCl2、Na2CO3、NaOH(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3)取最后一次洗涤液，向其中加入硝酸银溶液，若溶液中无沉淀产生，说明沉淀已洗涤干净(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1在高温下，空气中的氧气与氢气混合会爆炸(5)先通入NH3，后通入CO2NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl解析根据侯德榜联合制碱法的反应原理NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，可知X为NH4Cl。电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气，只要配平即可。反应②为碳酸钙高温分解生成二氧化碳和氧化钙，为分解反应。除去粗盐中的杂质离子，因为只有碳酸钠能除去过量的氯化钡，故试剂的添加顺序，只要保证碳酸钠在氯化钡之后即可。书写热化学方程式要注意各物质的聚集状态；因空气中含有氧气，故在高温下不能与氢气混合。CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通NH3，可提高饱和食盐水溶液的碱性，在碱性条件下，CO2能被大量吸收。8．(2012·栆庄模考)合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程如图所示。合成塔和接触室中的反应分别为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0；2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0。(1)写出流程中设备的名称：B________，X________。(2)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理，最理想的热处理方法是__________________________________________。(3)采用循环操作可提高原料的利用率，下列生产中，采用循环操作的是________(填序号)。①硫酸工业②合成氨工业③硝酸工业(4)工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是______。(5)工业生产中常用氨－酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥，该肥料的化学式是_______________________________________________。(6)根据化学平衡移动原理，下列条件或措施合理的是______(填序号)。①合成氨工业在高压下进行②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂③及时将氨液化而分离④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量空气⑤合成氨工业和硫酸工业都采用适宜的温度答案(1)循环压缩机沸腾炉(2)充分利用反应中放出的热量加热反应气(或其合理答案)(3)①②③(4)用稀硫酸或水吸收SO3时易形成酸雾，不利于SO3的吸收(5)(NH4)2SO4(6)①③④9．(2012·南通模拟)如图是工业生产硝酸的流程：合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt－Rh合金网。请回答下列问题。(1)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____________，____________。(2)合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式K＝________。在一定温度和压强下，将H2和N2按3∶1(体积比)混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3的体积分数为15%，此时H2的转化率为________。(3)已知：①4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1266.8kJ/mol②N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ/mol，氨催化氧化的热化学方程式为_________________________________________。(4)吸收塔中通入空气的目的是_______________________________。答案图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，图③表示在催化剂表面，N2、H2的化学键断裂(2)K＝c2NH3cN2·c3H226%(3)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905.8kJ/mol(4)使NO循环利用，全部转化成HNO3解析本题以工业生产HNO3的背景，考查化学基础知识，涉及化学平衡常数、转化率的计算、盖斯定律应用等，属中档题。(2)设N2、H2的物质的量为amol,3amol，N2转化了xmol。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始a3a0平衡a－x3a－3x2x转化x3x2xNH3%＝2x4a－2x＝15%，H2的转化率为xa≈26%。(3)总反应可由①＋②×2求得。(4)工业生产HNO3为循环反应，为不使N元素损失，故可再通入O2将其反应。10．农作物生长不仅需要阳光、空气和水，还需要多种化学元素。当植物缺乏N元素时，表现为植株生长缓慢、叶色发黄，严重时叶片脱落直至死亡。而农作物的生长仅靠土壤中的N元素不能满足生长的需要，必须靠施肥加以补充。(1)下列可作氮肥的化合物是________，其中含N量最高的是________。A．碳酸氢铵B．磷酸二氢钙C．硫酸钾D．硝酸钾E．尿素(2)尿素的合成有多种方法，请写出一个合成尿素的化学方程式________。(3)尿素在土壤中需经过水解后方可被农作物吸收，请写出尿素水解的化学方程式____________________________。简述尿素作氮肥的优点_________、_________________。(4)氮肥的制备，首先涉及氨的合成，请填写下列合成氨工艺流程图中的设备名称：A________、B________。答案(1)A、D、EE(2)CO2＋2NH3===CO(NH2)2＋H2O(其他合理答案也可)(3)CO(NH2)2＋H2O===CO2↑＋2NH3↑产生农作物光合作用必需的CO2不会引起土壤酸化(或板结)(4)氨合成塔冷却塔