6.3化工生产 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学沪科版（2020）必修第二册

2024—2025学年高中化学沪科版必修第二册6.3化工生产 一、单选题 氨是一种重要的化学物质，主要来自于人工合成。1909年，化学家哈伯利用N2和H2合成氨。一定条件下，N2和H2以1：3的体积比充入密闭容器中，平衡时氨的含量与温度和压强的关系如图1所示。 我国科学家使用三元Ni-Fe-V催化剂，通过电催化实现了在温和的条件下制氨，电催化反应过程如图2所示。请回答下列问题： 1．下列说法错误的是 A．300℃时，氨的含量随压强增大而增大 B．氨的含量不再变化时反应达平衡状态 C．500atm、500℃达平衡时，N2的含量为15% D．相同压强下500℃氨的含量比300℃低，原因是反应速率小 2．下列关于电催化反应的说法中，错误的是 A．属于氮的固定 B．可能有氢气生成 C．高温更有利于电催化制氨 D．①②③均要形成极性键 3．有许多单质或化合物易溶于含同一元素的盐(或酸)溶液中，也可溶于其熔融体(或液体)中，如I2易溶于KI溶液，硫易溶于K2S溶液。KF易溶于液态HF中。下列工业生产应用了上述溶解原理的是               ①炼铝  ②高炉炼铁  ③工业上制硫酸  ④工业上制硝酸 ⑤工业上制烧碱  ⑥合成氨 A．①②④ B．①③ C．①③⑤ D．全部 4．1800年伏打(也译为伏特)发明了世界上第一个化学电池—“伏打电堆”，开创了电学发展的新时代。“伏打电堆”由多层银和锌叠合而成，其工作原理如图所示，总反应可表示为2Zn+O₂+2H2O=2Zn(OH)₂。下列说法错误的是 A．Zn片作负极，Ag片作正极 B．银和锌叠合的层数越多，“伏打电堆”电压越大 C．用铝片替换锌片后，伏打电堆也能够工作 D．电子的流向：锌片→导线→银片→电解质溶液→锌片 5．工业制备高纯硅的主要过程如下： 下列说法错误的是 A．工业上用与焦炭在高温条件制备粗硅： B．使用原料气HCl和时应充分去除水和氧气 C．流程中利用粗硅制备的反应为熵减过程 D．由粗硅制备多晶硅过程中，HCl、等多种物质可以循环使用 6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．18gNH中含有的电子数为11NA B．标准状况下，22.4LCH4中含有的极性键数目为4NA C．50mL18.4mol/L浓硫酸与足量铜加热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA D．1molN2和3molH2于密闭容器中充分反应后，可得到的产物分子数为2NA 7．和是重要的工业产品，工业上合成氨以及氨氧化制硝酸的流程如图，下列说法错误的是    A．增大压强，可使合成塔中的原料气完全转化为 B．吸收塔中发生的反应有 C．可用溶液处理尾气中的氮氧化物 D．常温下，可用铁制容器盛装得到的浓硝酸，利用了钝化原理 8．工业上制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是 A．除尘、干燥 B．干燥、除尘 C．洗涤、除尘 D．过滤、洗涤 9．工业上以硫铁矿为原料制硫酸的生产过程中，下列措施能提高硫酸产率的是 A．直接把矿石送入沸腾炉 B．沸腾炉中通入过量空气 C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理 D．转化器内用催化剂 10．化学与科技、社会、生产密切结合，下列认识合理合法的是 A．淀粉餐具被认为是最有发展前景的一次性餐具，有利于保护环境 B．养鸭厂在饲料中添加苏丹红制“红心鸭蛋”，可使鸭蛋色泽鲜艳、美观 C．化妆品中添加含铬物质制美白肌肤“SK-II”，可使女性青春永驻 D．用双氧水处理变质肉类，重新加工成食品，减少浪费 11．我国科学家制得了二氧化硅超分子纳米管，其微观结构如图所示。下列叙述错误的是 A．二氧化硅属于酸性氧化物 B．二氧化硅超分子纳米管不与任何酸反应 C．光导纤维的主要成分是二氧化硅 D．二氧化硅与碱的反应是非氧化还原反应 12．ⅠA族、ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍及其化合物的性质与铝十分相似。工业上制备下列物质的生产流程合理的是 A．饱和食盐水制备纯碱：NaCl溶液 B．从海水中提取镁：海水 C．工业上制备漂白粉：浓盐酸漂白粉 D．黄铁矿制备硫酸：发烟硫酸 13．化学反应速率的调控被广泛应用于生活、生产中。下列操作可减慢化学反应速率的是 A．用冰箱冷藏保鲜食物 B．向炉膛内鼓风可以使炉火更旺 C．工业制硫酸时采用400～500℃高温 D．工业合成氨使用催化剂 14．原子利用率最大的反应类型是 A．化合反应 B．分解反应 C．复分解反应 D．置换反应 15．已知工业上真空炼铷(Rb)的化学方程式为2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)，对这一反应能进行的最合理的解释是 A．上述反应为可逆反应 B．镁的金属活动性比铷的强 C．氯化镁的热稳定性比氯化铷的强 D．铷的沸点比镁的低，当把铷抽走时反应向生成铷的方向进行 16．《重庆市战略性新兴产业发展“十四五”规划(2021-2025年)》。规划了重庆发展支柱产业，明确：集成电路∙∙∙、新能源汽车、∙∙∙等10个重点发展方向，其中“新能源汽车”不需要的原材料或部件是 A．水泥 B．钢化玻璃 C．硅晶片 D．动力电池 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 17．已知氢氧化钙和碳酸钙在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH-(aq)，CaCO3(s) CO (aq)＋Ca2＋(aq)。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害气体SO2并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气。 (1)写出上述两个反应的化学方程式： ①SO2与CaCO3悬浊液反应 ； ②SO2与Ca(OH)2悬浊液反应 。 (2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 。 (3)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面的SO2浓度。在上世纪的60～70年代的十年间，由发电厂排放的SO2增加了45%，但由于建造高烟囱的结果，地表面SO2浓度却降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取并简述理由： 。 18．化学与生产生活息息相关，请回答下列问题。 (1)将金属钠和铝粉同时投入水中，发生反应的离子方程式为： 、 。 (2)优美的环境是社会可持续发展的重要保证。在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低NO的排放。当尾气中空气不足时，NO和CO在催化转化器中生成两种无毒的气体排出，写出该过程的化学方程式： 。 (3)材料是人类赖以生存的重要物质基础，而化学是材料科学发展的基础。 ①工业上生产玻璃、陶瓷、水泥的原料中，不需要石灰石的是 。 ②制造飞机轮胎的主要材料属于 (填字母)。 a．金属材料      b．无机非金属材料    c．有机高分子材料 (4)合理饮食，正确使用药物是保证身体健康的重要方面。 ①有下列四种物质：A．青霉素　　　B．葡萄糖　　　C．苯甲酸钠　　　D．维生素C 请根据题意，选择恰当的选项(用字母代号)填空： 被称作抗坏血酸的是 ，可用作食品防腐剂的是 ，生活中常见的有阻止多种细菌生长功能的抗生素类药物是 ，可通过血液运输为人体补充能量的是 。 ②碱式碳酸镁铝［Mg3AI(OH)7CO3］是一种治疗胃酸的药物，不溶于水，但溶于胃酸。试写出其与胃酸反应的化学方程式： 。 19．在一体积固定的密闭容器中，某化学反应2A(g)B(g)＋D(g)在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如表： 实验序号 温度 0 10 20 30 40 50 60 1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 800 c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 4 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据上述数据，完成下列填空： (1)实验1中，在10～20min内，用A表示的该反应的平均速率为 mol·L－1·min－1。 (2)实验2中c2＝ ，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。 (3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 (填“>”“<”或“＝”，下同)v1，且c3 1.0。 (4)请根据以上实验指出要加快该反应速率可采取的方法： 。(至少列举2种方法) 下图为合成氨生产设备流程示意图。 20．下列说法错误的是___________。 A．为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性，原料气必须经过净化 B．压缩机加压过程，既要考虑平衡移动的问题，又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求 C．合成氨反应的温度控制在500℃左右，此温度下反应物的平衡转化率最大 D．冷却过程，及时将从平衡混合物中分离除去，促使合成氨反应向生成氨气的方向移动 21．设备中设置热交换器的目的是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D A B A A B A 题号 11 12 13 14 15 16 答案 B D A A D A 1．D 2．C 【分析】根据图1，压强相同时，温度升高，平衡时含量减小，平衡逆向移动，合成氨反应为放热反应。相同温度下，增大压强，平衡时含量增大，平衡正向移动。据此答题。 1．A．根据图1中300℃时含量的变化曲线可知氨的含量随压强增大而增大，A正确； B．一定条件下，N2和H2以1：3的体积比充入密闭容器中，随着反应正向进行，氨的含量不断增大，当氨的含量不再变化时反应达平衡状态，B正确； C．根据图1，500atm、500℃达平衡时，的含量占40%，设充入的反应物N2、H2的体积分别为V、3V，平衡时N2体积减小了，则有： ，，此时的含量为，C正确； D．相同压强下，升高温度，反应速率加快，则500℃的速率大于300℃的速率。500℃氨的含量比300℃低，原因是该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，D错误； 2．A．通过电催化反应将合成，属于氮的固定，A正确； B．反应过程之间也可能发生结合生成，B正确； C．合成氨为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，高温有可能降低催化剂的活性，均不利于氨的合成，C错误； D．①②③均形成N-H键，N-H键属于极性键，D正确； 故选C。 3．B 【详解】①炼铝时氧化铝易溶于冰晶石Na3AlF6，二者都含有铝元素，故①选； ②高炉炼铁是用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁，没有利用上述溶解原理，故②不选； ③工业上利用浓硫酸吸收SO3制备硫酸，二者都含有硫元素，故③选； ④工业制硝酸是将氨和空气的混合气体通过灼热的铂铑合金网，氨被催化氧化为一氧化氮，生成的一氧化氮与反应后残余的氧气继续反应为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸，没有利用上述溶解原理，故④不选； ⑤工业上利用电解食盐水制烧碱，没有利用上述溶解原理，故⑤不选； ⑥工业上利用氨气和氢气反应生成氨气，没有利用上述溶解原理，故⑥不选； 故选B。 4．D 【分析】由图可知，该电池是原电池，锌比银活泼，所以Zn作负极，Ag作正极，电流从正极b经过导线流向负极a，据此作答。 【详解】A．由图可知，该电池是原电池，锌比银活泼，所以Zn作负极，Ag作正极，故A正确； B．电池单元组越多，电势差越大，电压越大，故B正确； C．铝比锌活泼，用铝片替换锌片后，铝片为负极，银仍为正极，电池仍能工作，故C正确； D．电子不可以进入溶液，故D错误； 故答案选D。 5．A 【分析】石英砂和焦炭在高温条件下反应制取粗硅，反应方程式为，粗硅和HCl在300℃发生反应，或，可以被H2还原为，和H2发生还原反应，制得高纯硅，流程中的HCl、等多种物质可以循环使用，据此解答。 【详解】A．SiO2与焦炭在高温条件制备粗硅，同时生成CO，反应的化学方程式为：，故A错误； B．HCl易和水结合成液体，在高温下易与氧气反应，故使用原料气HCl和H2时应充分去除水和氧气，故B正确； C．粗硅制备SiHCl3的反应为：，反应前后气体分子数减少，故为熵减过程，故C正确 D．由粗硅制备多晶硅过程中可以看出，HCl、H2等多种物质可以循环使用，故D正确； 故选A。 6．B 【详解】A．一个NH含电子数为10，18gNH为1mol，1mol NH中含有的电子数为10NA，故A错误； B．标准状况下，22.4 LCH4的物质的量是1mol，1个甲烷分子中含有4个C-H极性键，因此1mol CH4含有极性键数目为4NA，故B正确； C．随着反应进行，硫酸浓度变稀，与铜将不再反应，生成二氧化硫小于0.46mol，生成SO2分子的数目小于0.46NA，故C错误； D．氮气与氢气的反应是可逆反应，存在限度，生成氨气的分子数小于2NA，故D错误； 故答案选B。 7．A 【分析】“合成塔”中发生N2+3H22NH3，“氨分离器”中得到氨气，“氧化炉”中氨气与氧气发生4NH3+5O24NO+6H2O，“吸收塔”中发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，据此分析； 【详解】A．“合成塔”中发生N2+3H22NH3，该反应为可逆反应，增大压强，虽然平衡向正反应方向进行，但不能完全转化为氨气，故A说法错误； B．根据上述分析，“吸收塔”中发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，故B说法正确； C．碳酸钠与氮的氧化物之间的反应为NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，故C说法正确； D．常温下，浓硝酸具有强氧化性，将铁的表面产生一层致密氧化薄膜，阻碍反应进行，因此常温下，可用铁制容器盛装浓硝酸，故D说法正确； 答案为A。 8．A 【详解】从沸腾炉出来的炉气中通常含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等。因为炉气中含有的砷、硒化合物和矿尘会使催化剂中毒，水蒸气对生产设备有不良影响，因此在通入接触室之前气体必须经过除尘、洗涤、干燥等净化处理，干燥在净化过程中一般放在最后，故答案选A。 9．B 【详解】A．直接把矿石送入沸腾炉，反应不充分，不能提高硫酸产率，A错误； B．沸腾炉中通入过量空气，增大氧气浓度，反应向正反应方向进行，能提高硫酸产率，B正确； C．对炉气进行除尘、洗涤、干燥处理，可防止催化剂中毒，但不能提高硫酸产率，C错误； D．转化器内用催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，因此不能提高硫酸产率，D错误； 答案选B。 10．A 【详解】A．淀粉餐具可被降解，不会对环境造成污染，A正确； B．苏丹红为有害物质，不能添加在食物中，B错误； C．Cr为重金属元素，会对人体造成伤害，C错误； D．变质肉类不可被使用，D错误； 故选A。 11．B 【详解】A．二氧化硅可与NaOH溶液发生反应，属于酸性氧化物，A正确，不符合题意； B．二氧化硅可与HF发生反应，所以二氧化硅超分子纳米管可与HF这种酸发生反应，B错误，符合题意； C．依据课本知识可知，二氧化硅可用于生产光导纤维，所以光导纤维的主要成分是二氧化硅，C正确，不符合题意； D．二氧化硅与碱的反应，如等，反应过程中所有元素的化合价均未发生变化，所以是非氧化还原反应，D正确，不符合题意； 故合理选项为B。 12．D 【详解】A．NH3极易溶于水，CO2微溶于水，饱和食盐水制备纯碱的流程中，先向饱和实验水中通入氨气，使溶液呈碱性，再通入CO2，可以增大CO2的吸收量，故流程为：NaCl溶液，A正确； B．MgO的熔点比MgCl2高，故工业冶炼镁是电解熔融的MgCl2，故从海水中提取镁的流程为：海水，B错误； C．工业制取氯气：2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH ，工业上制备漂白粉：漂白粉， C错误； D．黄铁矿制备硫酸：发烟硫酸，D正确； 答案选D。 13．A 【详解】A．用冰箱冷藏保鲜食物，温度降低，可减缓食物腐败的速率，A符合题意； B．向炉膛内鼓风，增加氧气的浓度，反应速率加快，炉火更旺，B不符合题意； C．工业制硫酸时采用400～500℃高温，使催化剂保持较高的活性，加快反应速率，C不符合题意； D．工业合成氨使用催化剂可加快反应速率，D不符合题意； 故选A。 14．A 【分析】原子利用率最大是反应没有副产物生成，所有的原子均被利用。 【详解】A．化合反应中反应物全部进入产物中，原子利用率最大，A正确； B．分解反应是一种物质变化成几种物质，没有全部变为目标产物，原子利用率小，B错误； C．复分解反应中部分原子或原子团进行了重新组合，部分原子未进入目标产物中，原子利用率小，C错误； D．置换反应所有原子未全部进入目标产物中，原子利用率小，D错误； 故选A。 15．D 【详解】反应2RbCl+MgMgCl2+2Rb(g)属于可逆反应，由于铷的沸点比镁低，当把铷蒸气抽走时，平衡向正反应方向移动，则此反应可发生，与金属的金属性、氯化物的稳定性等无关。 故选D。 16．A 【详解】A．水泥是建筑材料，不需要，故A符合题意； B．钢化玻璃是汽车车窗的材料，需要，故B不符合题意； C．硅晶片是汽车芯片的材料，需要，故C不符合题意； D．动力电池是汽车的动力来源，需要，故 不符合题意； 故选A。 17．(1) CaCO3＋SO2=CaSO3＋CO2 SO2＋Ca(OH)2=CaSO3＋H2O (2)由于Ca(OH)2的溶解度太小，澄清石灰水吸收SO2的效果不好 (3)不可取，这种方法虽然能减少地表面SO2的浓度，但SO2仍然存在，污染并未消除 【详解】（1）①SO2是酸性氧化物，与CaCO3悬浊液反应的方程式为CaCO3＋SO2=CaSO3＋CO2； ②SO2是酸性氧化物，与Ca(OH)2悬浊液反应的方程式为SO2＋Ca(OH)2=CaSO3＋H2O； （2）由于Ca(OH)2的溶解度太小，澄清石灰水吸收SO2的效果不好，因此用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水吸收； （3）由于这种方法虽然能减少地表面SO2的浓度，但SO2仍然存在，污染并未消除，因此是不可取的。 18．(1) 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2Al+2OH-+6H2O=2+3H2↑ (2)2CO+2NON2+2CO2 (3) 陶瓷 c (4) D C A B 【详解】（1）将金属钠和铝粉同时投入水中，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠再与铝反应生成偏铝酸钠，离子方程式为2Na+2H2O=2Na+ +2OH-+H2↑、2Al+2OH-+2H2O =2+3H2↑； （2）NO和CO在催化转化器中生成两种无毒的气体，则这两种无毒的气体分别为N2和CO2，化学方程式为2CO+2NON2+2CO2； （3）①陶瓷的生成原料是黏土，不需要石灰石； ②飞机轮胎是合成橡胶，所以属于有机高分子材料，故选c； （4）①被称作抗坏血酸的是维生素C，故答案为：D；苯甲酸钠是常用的防腐剂，故答案为：C；青霉素是抗生素，有阻止多种细菌生长功能，故答案为：A；葡萄糖在体内能被氧化分解，最终生成二氧化碳和水，同时释放能量，所以能给人体补充能量，故答案为：B； ②碱式碳酸铝[Mg3Al(OH)7CO3]与盐酸反应生成氯化镁、氯化铝、二氧化碳和水，化学方程式为：Mg3Al(OH)7CO3 + 9HCl = 3MgCl2 ＋AlCl3 + 8H2O + CO2↑； 19． 0.013 1.0 使用了催化剂 > > 增大反应物A的浓度、升高温度、使用催化剂 【分析】从反应2A(g)B(g)＋D(g)可以看出，反应前后气体的分子数相等，即改变压强平衡不发生移动；从图中数据看，实验1应是参照系。实验2与实验1相比，平衡时A的浓度相同，但达平衡的时间短，由此可推出起始浓度的关系及条件的差异。实验3与实验1相比，10~20分钟内A的浓度变化量大，平衡浓度A也大，由此可推出起始浓度关系。实验4与实验1相比，温度高，达平衡时A的浓度小，由此可推出升高温度对平衡移动的影响。 【详解】(1)实验1中，在10～20min内，∆c(A)=0.80mol/L-0.67mol/L=0.13mol/L，用A表示的该反应的平均速率为=0.013mol·L－1·min－1。答案为：0.013； (2)实验2 与实验1 温度相同，则平衡常数相同，平衡时A的浓度相同，则起始浓度相同，实验2中c2＝1.0；实验2 达平衡所用时间比实验1 短，则反应速率快，但条件改变没有使平衡发生移动，没有改变平衡浓度，则可推测实验2中还隐含的条件是使用了催化剂。答案为：1.0；使用了催化剂； (3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，从表中可以看出，10~20分钟内A的浓度变化量大，平衡浓度A也大，则起始浓度也大，反应速率必然快，从而得出v3>v1，且c3>1.0。答案为：>；>； (4)以上实验，分别从增大浓度、升高温度、使用催化剂进行实验设计，得出条件改变都能加快反应速率的结论，从而得出要加快该反应速率可采取的方法：增大反应物A的浓度、升高温度、使用催化剂。答案为：增大反应物A的浓度、升高温度、使用催化剂。 【点睛】在分析实验2的反应条件时，我们研究了反应(反应前后气体的分子数相等)，研究了达平衡的时间(实验2 所用时间短)，我们很容易得出隐含的条件是“增大压强”这个错误结论。因为达平衡时反应物A的浓度不变，若与实验1相比，增大压强，虽然平衡不移动，但反应物A的浓度应增大。 20．C 21．充分利用反应放出的热量，预热原料气体，节能 【解析】20．A．催化剂“中毒”会丧失催化活性，所以原料气必须经过净化处理，故A正确； B．加压，合成氨平衡向生成氨气的方向移动，但加压又要考虑对设备材料的强度、设备的制造要求的问题，故B正确； C．合成氨反应为放热反应，温度越低，平衡转化率越高，所以温度控制在500℃左右，不是因为此温度下反应物的平衡转化率最大，而是因为该温度下，催化剂的活性最大，故C错误； D．冷却过程，及时将分离除去，减小生成物浓度，可促使平衡向生成氨气的方向移动，故D正确； 故答案选C； 21．合成氨的反应为放热反应，为了充分利用反应所放出的能量，预热原料气体，达到节能的目的使用热交换器。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$