高考化学总复习 第一章 化学与工农业生产（含解析） 新人教版

【高考总复习】2013高考化学专题复习：第一章化学与工农业生产（人教版）1．最近，国际上提出的“绿色化学”是指(　　)A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质C．在化工生产中，不使用任何化学物质D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂解析：“绿色化学”是指在化学工业生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质。答案：B2．下列有关合成洗涤剂的叙述错误的是(　　)A．在洗涤剂烷基苯磺酸钠中，烷基含碳原子的个数以12～18为宜B．在洗涤剂烷基苯磺酸钠中，烷基应以带有支链的为宜C．在合成洗涤剂中添加酶制剂可提高洗涤效果D．在合成洗涤剂中应以无磷助剂代替含磷助剂解析：根据合成洗涤剂的洗涤原理可知烷基应以直链为宜，且其碳原子数不能太多，也不能太少，以12～18为宜，为提高洗涤效果可增加酶制剂，为防止污染用无磷助剂代替含磷助剂。答案：B3．普钙是目前使用最广泛的磷肥，其主要成分是(　　)A．Ca5(PO4)3FB．Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4C．Ca3(PO4)2和CaHPO4D．CaHPO4和Ca(H2PO4)2答案：B4．下列说法不正确的是(　　)A．施肥时草木灰不能和碳酸氢铵混合使用B．合成洗涤剂一般都有亲水基和憎水基C．氯碱工业是以电解食盐水为基础的一系列化工生产过程D．石油裂解的目的是为了得到更多的汽油等轻质燃料解析：D项石油裂解是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯等石油化工原料。答案：D-8-\n5．下列有关肥皂的叙述中错误的是(　　)A．肥皂与纯碱的去污原理相同B．肥皂可以加速油污在水中的分散C．肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的D．肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基团解析：A中纯碱的去污原理是碱性条件使油污水解，去污原理与肥皂不同；其他均为正确的叙述。答案：A6．(2012年上海普陀模拟)在H2SO4、HNO3、NH3的工业生产中，具有的共同点是(　　)A．使用H2作原料　　　　　　B．使用催化剂C．使用吸收塔设备D．使用尾气吸收装置解析：H2SO4以硫黄(或黄铁矿)、空气等为原料，设备有沸腾炉、接触室、吸收塔；HNO3以氨气、氧气为原料；NH3以氢气、氮气为原料，设备主要为合成塔。答案：B7．(2012年浙江自选模块)(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下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________。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．产生的废气减少D．不需要使用催化剂(2)硫酸的用途非常广，可应用于下列哪些方面________(可多选)。-8-\nA．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(3)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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)本题考查了工业制取H2SO4的过程，在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器，吸收塔为便于充分吸收SO3而填充了许多瓷管。(2)考查了学生分析及处理数据进行计算的能力，可假设有1mol硫黄充分燃烧，则据反应S＋O2SO2知反应耗O21mol，流量计1充入O2为1.5mol，生成SO21mol，据反应2SO2＋O22SO3知理论上1molSO2反应耗O20.5mol，流量计2充入O2为1.25mol，则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为6∶5(或1.2∶1)；假设SO2转化率为95%，则尾气中SO2体积分数为×100%＝0.4%。答案：(1)①热交换器　增加SO3与浓H2SO4接触面积，有利于SO3的吸收②6∶5(或1.2∶1)　0.4%　用氨水吸收③AC(2)BCD(3)CaCO3CaO＋CO2↑，2SO2＋2CaO＋O22CaSO4(或2SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO2)8．(实验探究)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。(1)有关物质溶解度如下表所示：温度溶解度(g)0℃10℃20℃30℃40℃NaCl35.735.836.036.336.6-8-\nNH4HCO311.915.821.027.0－NaHCO36.98.19.611.112.7NH4Cl29.433.337.241.145.8根据表格数据，分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________(填字母标号)。a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解c．碳酸氢钠的溶解度相对较小d．溶质质量增大(2)某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验。①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。试回答下列有关问题：(Ⅰ)乙装置中的试剂是________________；(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是________________；(Ⅲ)实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。②另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。(Ⅰ)实验时，须先从________管通入________(气体)，再从________管中通入________(气体)；(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是______________________。③侯氏制碱原理的原子利用率为________________________________________。(3)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______________________-8-\n________________________________________________________________________。解析：溶液中的复分解反应的本质是反应向自由离子浓度减小的方向进行。在相同温度下，四种物质中碳酸氢钠的溶解度最小，故首先析出碳酸氢钠。碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳的同时，也挥发出氯化氢，氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应，故应除去；尾气中含有CO2、NH3，CO2可以直接排入空气中，但氨气有毒且极易溶于水，故吸收氨气时要防倒吸。根据戊装置知，导管b通入溶液中，且根据后面问题知，从b管进入的气体在水中的溶解度较小；导管a通入的气体只与溶液表面接触，暗示气体溶解度较大，即易发生倒吸。二氧化碳在水中溶解度较小，而氨气极易溶于水，故先通入氨气，使溶液呈碱性，再通入二氧化碳，以提高二氧化碳的吸收率，提高碳酸氢钠产量。多孔球泡能增大气体与溶液的接触面积，提高气体吸收效率。CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，两反应的总反应式为：2NaCl＋CO2＋H2O＋2NH3===Na2CO3＋2NH4Cl，碳酸钠是目标产物，而氯化铵是化肥，所以侯氏制碱原理的原子利用率为100%。答案：(1)c(2)①(Ⅰ)饱和碳酸氢钠溶液　(Ⅱ)吸收NH3　(Ⅲ)过滤②(Ⅰ)a　NH3　b　CO2　(Ⅱ)增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率③100%(3)向烧碱溶液中通入过量CO2(或向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2)(其他合理答案均可)9．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)2NH3-8-\n(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：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)；ΔH＝－1266.8kJ/molN2(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________________________________________________。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　　　a　　　3a　　　　0平衡　　a－x　　3a－3x　　2x转化　　　x　　　3x　　　　2xNH3%＝＝15%，H2的转化率为≈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，故可通入O2将其反应。答案：(1)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＝　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HNO310．空气在工业生产中具有重要的作用，下面图示可以充分说明空气的重要用途。(1)分离液态空气得到氮气和氧气的方法为________。(2)A、B和C代表的物质分别是________。A．氧、氨、发烟硫酸B．氧、硝酸、三氧化硫C．硫或含硫化合物、氨、三氧化硫D．硫、硝酸、发烟硫酸-8-\n(3)目前工业合成氨时，氢气的主要来源是__________________________________________________________________________________________________________。(写出相应的化学反应方程式)(4)在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在实际工业生产中，为了提高二氧化硫的转化率，采用了“两转两吸”工艺，即将第一次转化生成的SO2分离后，将未转化的SO2进行二次转化，假若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为________。(5)硫酸生产过程中排放的污染物主要是含有二氧化硫的尾气，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。用化学方程式表示其反应原理(只写出2个方程式即可)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)用液化空气法制O2和N2的原理：利用二者沸点不同进行精馏，得到纯度较高的N2和O2。(2)从工艺流程图知A→C→(E)是工业制H2SO4流程，故A为含硫矿石或硫，C为三氧化硫，B为氨气吸收SO2。故选C。(3)H2主要来自天然气，有关化学方程式为CH4＋H2OCO＋3H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。(4)若设开始含100molSO2，则转化了95mol，余下5mol，二次转化：5mol×95%＝4.75mol，最终转化率：×100%＝99.75%。(5)SO2尾气常用氨－酸法吸收脱硫，有关化学方程式(写出2个即可)：SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3；SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO32NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O。答案：(1)精馏(2)C(3)CH4＋H2OCO＋3H2，CO＋H2OCO2＋H2-8-\n(4)99.75%(5)(只写出2个方程式即可)SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3；SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO32NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O11．下图表示某些化工生产的流程(有的反应条件和产物已略去)：请回答下列问题：(1)流程中所涉及的化学工业____________________________________________(写出两个即可)。(2)反应Ⅰ需在500℃进行，主要原因是____________；实际工业生产中，反应Ⅱ的条件是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)工业上，析出K后，再向母液中继续通入E，并加入细小食盐颗粒，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)从工业流程知，涉及合成氨，氨氧化法制HNO3和侯氏制碱法。(2)反应为N2＋3H22NH3　ΔH＜0，尽管500℃不利于合成氨，工业上主要考虑在500℃时催化剂活性最大。反应Ⅱ为氨的催化氧化，反应条件为高温，并用Pt－Rh作催化剂。(3)侯氏制碱法中析出NaHCO3后，母液中含NH4Cl，继续通入NH3并加入NaCl颗粒，目的是增加NH和Cl－浓度，有利于析出NH4Cl晶体。答案：(1)合成氨、氨氧化法制硝酸、联合制碱法(或侯氏制碱法)(2)500℃时，该反应的催化剂的活性最高　铂铑合金作催化剂，高温(3)增大NH和Cl－的浓度，析出副产品NH4Cl-8-