高考化學一輪復習 第十三章 化學與技術 第41講 化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知能演練輕松闖關-人教版高三化學試題

第41講化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1．化學已滲透到人類生活的各個方面。下列有關化學與科技、社會、生活、環(huán)境等的敘述錯誤的是()A．農(nóng)藥和化肥對環(huán)境和人類健康有害，應該禁止使用B．用K2FeO4替代Cl2作水處理劑，既可以消毒殺菌，又可以除去懸浮雜質(zhì)C．肥皂、合成洗滌劑的去污原理相同，都含有憎水基與親水基D．精細化工產(chǎn)品在使用時都有嚴格的使用劑量、適用范圍等[導學號32390506]解析：選A。合理使用化肥、農(nóng)藥可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，A項錯誤。2．固硫劑是把煤燃燒時生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質(zhì)，可減少二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴尽Ｏ铝形镔|(zhì)中可用作固硫劑的有()A．CaO B．NaHSO3C．NH4NO3 D．P2O5[導學號32390507]解析：選A。CaO是堿性氧化物，可與SO2反應；NaHSO3、NH4NO3、P2O5均不與SO2反應。3．下列關于化工生產(chǎn)原理的敘述中，均符合目前工業(yè)生產(chǎn)實際的是()A．氯堿工業(yè)中的陽離子交換膜阻止陽離子通過B．氯氣和氫氣混合在光照條件下反應生成氯化氫，用水吸收得到鹽酸C．合成氨工業(yè)中，用鐵觸媒作催化劑，可提高單位時間氨的產(chǎn)量D．二氧化硫在接觸室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔內(nèi)被水吸收制成濃硫酸[導學號32390508]解析：選C。解答本題要注意以下兩點：(1)氯堿工業(yè)中的陽離子交換膜的作用是阻止陰離子通過；(2)氯氣和氫氣混合在光照條件下發(fā)生爆炸，反應不易控制，不能用于工業(yè)生產(chǎn)。4．(2016·東北三校聯(lián)考)下列有關工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是()A．在硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)中，均必須對尾氣進行吸收處理B．硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量C．煉鐵是鐵礦石在高溫下被氧化的過程D．用燒堿溶液吸收硝酸工業(yè)尾氣中的氮氧化物，不僅可以防止有害物質(zhì)的排放，還可以生產(chǎn)有用的NaNO2[導學號32390509]解析：選D。合成氨工業(yè)不需要對尾氣進行吸收；硫酸工業(yè)中接觸室中發(fā)生的反應為2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，利用該反應放出的熱量來預熱SO2；金屬冶煉的實質(zhì)是Mn＋＋ne－=M，為金屬被還原的過程；NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，NO、NO2完全被堿液吸收。5．(2016·山西太原高三模擬)化學工業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中的作用舉足輕重。下列有關工業(yè)生產(chǎn)的敘述中，正確的是()A．硫酸生產(chǎn)中常采用高壓條件來提高SO2的轉(zhuǎn)化率B．合成氨中采用及時分離液態(tài)氨來提高反應速率C．電解精煉銅中，溶液中c(Cu2＋)基本保持不變D．氯堿工業(yè)中陽極得到氫氧化鈉和氫氣[導學號32390510]解析：選C。2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，該反應在常壓下轉(zhuǎn)化率非常高，不需要采用高壓來提高轉(zhuǎn)化率；N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3，由于NH3液化后使混合氣體中c(NH3)降低，引起v(正)、v(逆)均降低；電解精煉銅時，陽極反應式為Cu－2e－eq\o(=,\s\up7())Cu2＋，陰極反應式為Cu2＋＋2e－eq\o(=,\s\up7())Cu，所以溶液中c(Cu2＋)基本保持不變；2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))，D錯誤。6．(2016·湖北武漢調(diào)研)化學肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和鉀肥。(1)普鈣是磷肥，它的有效成分是________(寫化學式)。(2)尿素是一種含氮量較高的氮肥，工業(yè)生產(chǎn)尿素是將氨氣與二氧化碳在加壓、加熱的條件下反應生成氨基甲酸銨(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸銨脫水得到尿素。反應的化學方程式為________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(3)農(nóng)諺說的“糞和灰，肥料飛”指的是糞尿與草木灰攪和在一起會降低肥效。請你說明其中的化學原理：________________________________________________________________________。[導學號32390511]解析：(1)普鈣的成分為Ca(H2PO4)2·H2O與CaSO4，其有效成分為Ca(H2PO4)2·H2O。(2)由題中信息，利用原子守恒可直接寫出反應的方程式：2NH3＋CO2eq\o(=,\s\up7(加壓),\s\do5(△))H2NCOONH4、H2NCOONH4eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())H2NCONH2＋H2O。答案：(1)Ca(H2PO4)2·H2O(2)2NH3＋CO2eq\o(=,\s\up7(加壓),\s\do5(△))H2NCOONH4H2NCOONH4△,H2NCONH2＋H2O(3)糞尿中的氮元素最終轉(zhuǎn)化為銨鹽，而草木灰的有效成分為K2CO3，K2CO3受潮后水解為KOH，顯堿性，NHeq\o\al(＋,4)與OH－可發(fā)生反應生成NH3逸出而降低肥效7．(2016·遼寧沈陽模擬)制取硝酸銨的流程圖如下：請回答下列問題：(1)合成氨原料的來源：________________________________________________________________________。(2)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1。請解釋：①可逆反應：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②為有效提高氨的產(chǎn)率，實際生產(chǎn)中宜采取的措施是__________________________________________。(3)氨催化氧化的化學方程式為________________________________________________________________________，鉑-銠合金網(wǎng)的作用為________________，鉑-銠合金網(wǎng)未預熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對大氣的污染？__________________，寫出有關化學反應方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)硝酸銨的兩種主要用途是________________________________________________________________________。(6)在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均相對分子質(zhì)量為8.5的H2和N2混合，當該反應達到平衡時，測出平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量為10，試求此時N2的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中NH3的體積分數(shù)為____________、________________。[導學號32390512]解析：(1)氮氣的來源是空氣，而氫氣來源于燃料(煤、石油產(chǎn)品等)與水反應的產(chǎn)物。(2)①可逆反應是指在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應；②為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、適當溫度和使用鐵觸媒等措施。(3)氨的催化氧化反應為放熱反應，故鉑-銠合金網(wǎng)雖未預熱也呈紅熱狀態(tài)。(4)氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。(6)根據(jù)“十字交叉法”可得：，則n(N2)∶n(H2)＝6.5∶19.5＝1∶3。設反應前混合氣體的總物質(zhì)的量為4mol，平均相對分子質(zhì)量與氣體的總物質(zhì)的量成反比，設反應后氣體的總物質(zhì)的量為xmol，則有：eq\f(8.5,10)＝eq\f(x,4)，x＝3.4，反應前后氣體的物質(zhì)的量差值為0.6mol，設反應消耗N2的物質(zhì)的量為ymol，生成氨的物質(zhì)的量為zmol，則有：N2＋3H22NH3物質(zhì)的量之差122ymolzmol0.6moly＝0.3，z＝0.6，N2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.3,1)×100%＝30%；氨的體積分數(shù)為eq\f(0.6,3.4)×100%＝17.6%。答案：(1)N2來源于空氣，H2可來源于水煤氣(2)①在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應，叫作可逆反應②增壓、適當溫度和使用鐵觸媒等(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(Pt-Rh))4NO＋6H2O作催化劑氨的催化氧化反應是放熱反應，可使Pt-Rh合金網(wǎng)達到一定溫度而不必預熱(4)可用堿溶液吸收氮的氧化物NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O(5)可作化肥和炸藥(6)30%17.6%8．生態(tài)工業(yè)園區(qū)的建設，不僅僅是體現(xiàn)環(huán)保理念更要依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟理論和充分考慮經(jīng)濟成本的可持續(xù)發(fā)展。如圖是某企業(yè)設計的硫酸—磷銨—水泥聯(lián)產(chǎn)，海水—淡水多用，鹽—熱—電聯(lián)產(chǎn)三大生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈流程圖。根據(jù)上述產(chǎn)業(yè)流程回答下列問題：(1)從原料、能源、交通角度考慮該企業(yè)應建在________。A．西部山區(qū) B．沿海地區(qū)C．發(fā)達城市 D．東北內(nèi)陸(2)將硫鐵礦磨成細粉末的目的是______________________________。吸收塔中用________吸收SO3，從吸收塔中循環(huán)到接觸室的物質(zhì)是________。(3)磷肥廠的產(chǎn)品是普鈣，生產(chǎn)普鈣的化學方程式為________________________________________________________________________。(4)下列對于硫酸工業(yè)中的廢氣、廢液、廢渣處理合理的是________。A．廢氣采用尾氣脫硫處理B．廢水采用河水自凈能力處理C．廢渣深埋D．對硫酸生產(chǎn)采用“兩轉(zhuǎn)兩吸法”工藝[導學號32390513]解析：(1)該產(chǎn)業(yè)流程涉及濃縮鹽水制鹽，應選擇在沿海地區(qū)。(2)沸騰爐中發(fā)生硫鐵礦的燃燒，將硫鐵礦研磨成細粉末可以增大與氧氣的接觸面，使反應更充分，速率更快。吸收塔中用98%的濃硫酸吸收SO3，從吸收塔中循環(huán)到接觸室的物質(zhì)是SO2。(3)普鈣的主要成分為Ca(H2PO4)2和CaSO4，制取的化學方程式為Ca3(PO4)2＋2H2SO4=Ca(H2PO4)2＋2CaSO4。(4)硫酸工業(yè)中的廢水應治理后排放，廢渣可用于煉鐵工藝和制造水泥。答案：(1)B(2)增大與氧氣的接觸面，使反應更充分，速率更快98%的濃硫酸SO2(3)Ca3(PO4)2＋2H2SO4=Ca(H2PO4)2＋2CaSO4(4)AD9．(2016·山東青島模擬)工業(yè)上制硫酸的設備分為三大部分，一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成二氧化硫；在接觸室內(nèi)有催化劑存在下，二氧化硫進一步與氧氣結(jié)合，生成三氧化硫；三氧化硫流經(jīng)吸收塔時，采用98%的濃硫酸吸收，使三氧化硫最終與水化合形成硫酸。下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設計出來的，用于探究工業(yè)上為何采用98%的濃硫酸吸收三氧化硫。請回答下列問題：(1)寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上圖中的乙、丙分別相當于工業(yè)上制取硫酸設備中的________、________。(3)丙中的現(xiàn)象為________，丁中的現(xiàn)象為________。(4)下表是壓強和溫度對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響：壓強/MPa轉(zhuǎn)化率/%溫度/℃0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4對SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應，增大壓強可使轉(zhuǎn)化率______，通常采用常壓操作是因為________________________________________________________________________。[導學號32390514]解析：硫酸的工業(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為制氣：4FeS2＋11O2高溫,2Fe2O3＋8SO2；乙、丙分別相當于接觸室、吸收塔；丙中無酸霧，丁中有酸霧；增大壓強，SO2轉(zhuǎn)化率增大，但是因為常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已很大，所以采用常壓操作。答案：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2(2)接觸室吸收塔(3)無酸霧有酸霧(4)增大常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已很大10．(2014·高考全國卷Ⅰ，36)磷礦石主要以磷酸鈣[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3部分物質(zhì)的相關性質(zhì)如下：熔點/℃沸點/℃?zhèn)渥琢?4280.5 PH3－133.8－87.8難溶于水，有還原性SiF4－90－86易水解回答下列問題：(1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料，約占磷礦石使用量的________%。(2)以磷灰石為原料，濕法磷酸過程中Ca5F(PO4)3現(xiàn)有1t折合含有P2O5約30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸________t。(3)如圖(b)所示，熱法磷酸生產(chǎn)過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合，高溫反應生成白磷。爐渣的主要成分是________(填化學式)。冷凝塔1的主要沉積物是________，冷凝塔2的主要沉積物是________。(4)尾氣中主要含有________，還含有少量的PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液，可除去________，再通入次氯酸鈉溶液，可除去________。(均填化學式)(5)相比于濕法磷酸，熱法磷酸工藝復雜，能耗高，但優(yōu)點是________________________________________________________________________。[導學號32390515]解析：(1)4%＋96%×85%×80%≈69%。(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4=5CaSO4＋HF↑＋3H3PO4(3)爐渣主要成分是CaSiO3，冷凝塔1的主要沉積物是液態(tài)白磷，冷凝塔2的主要沉積物是固態(tài)白磷。(4)尾氣主要含有CO、SiF4，還含有少量PH3、H2S和HF等。通過純堿溶液可以除去SiF4、HF、H2S，再通入NaClO溶液可以除去PH3。(5)熱法磷酸工藝的優(yōu)點是產(chǎn)品的純度高。答案：(1)69(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4=5CaSO4＋HF↑＋3H3PO40.49(3)CaSiO3液態(tài)白磷固態(tài)白磷(4)CO、SiF4SiF4、H2S、HFPH311．電石漿是氯堿工業(yè)中的一種廢棄物，其大致組成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)(%)65～663.5～5．01.5～3．50.2～0．80.2～1．11.0～1．823～26用電石漿可生產(chǎn)無水CaCl2，某化工廠設計了以下工藝流程：已知氯化鈣晶體的化學式是CaCl2·6H2O；H2S是一種酸