2013年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(含解析) 新人教版
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1、【高考總復(fù)習(xí)】2013高考化學(xué)專題復(fù)習(xí):第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(人教版) 1.最近,國(guó)際上提出的“綠色化學(xué)”是指( ) A.對(duì)廢水、廢氣、廢渣進(jìn)行嚴(yán)格處理 B.在化學(xué)生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì) C.在化工生產(chǎn)中,不使用任何化學(xué)物質(zhì) D.在化工廠種草、種樹,使其成為花園式工廠 解析:“綠色化學(xué)”是指在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì)。 答案:B 2.下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中,烷基含碳原子的個(gè)數(shù)以12~18為宜 B.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中,烷基應(yīng)以帶有支鏈的為宜 C.在合成洗滌劑
2、中添加酶制劑可提高洗滌效果 D.在合成洗滌劑中應(yīng)以無(wú)磷助劑代替含磷助劑 解析:根據(jù)合成洗滌劑的洗滌原理可知烷基應(yīng)以直鏈為宜,且其碳原子數(shù)不能太多,也不能太少,以12~18為宜,為提高洗滌效果可增加酶制劑,為防止污染用無(wú)磷助劑代替含磷助劑。 答案:B 3.普鈣是目前使用最廣泛的磷肥,其主要成分是( ) A.Ca5(PO4)3F B.Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4 C.Ca3(PO4)2和CaHPO4 D.CaHPO4和Ca(H2PO4)2 答案:B 4.下列說法不正確的是( ) A.施肥時(shí)草木灰不能和碳酸氫銨混合使用 B.合成洗滌劑一般都有親水基和憎水基
3、C.氯堿工業(yè)是以電解食鹽水為基礎(chǔ)的一系列化工生產(chǎn)過程 D.石油裂解的目的是為了得到更多的汽油等輕質(zhì)燃料 解析:D項(xiàng)石油裂解是為了獲得乙烯、丙烯、丁二烯等石油化工原料。 答案:D 5.下列有關(guān)肥皂的敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.肥皂與純堿的去污原理相同 B.肥皂可以加速油污在水中的分散 C.肥皂是油脂在堿性條件下水解生成的 D.肥皂主要成分的分子中含有親油基團(tuán)和親水基團(tuán) 解析:A中純堿的去污原理是堿性條件使油污水解,去污原理與肥皂不同;其他均為正確的敘述。 答案:A 6.(2012年上海普陀模擬)在H2SO4、HNO3、NH3的工業(yè)生產(chǎn)中,具有的共同點(diǎn)是( ) A.使用H
4、2作原料 B.使用催化劑 C.使用吸收塔設(shè)備 D.使用尾氣吸收裝置 解析:H2SO4以硫黃(或黃鐵礦)、空氣等為原料,設(shè)備有沸騰爐、接觸室、吸收塔;HNO3以氨氣、氧氣為原料;NH3以氫氣、氮?dú)鉃樵?,設(shè)備主要為合成塔。 答案:B 7.(2012年浙江自選模塊)(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸: 請(qǐng)回答下列問題: ①為充分利用反應(yīng)放出的熱量,接觸室中應(yīng)安裝________(填設(shè)備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是_______________________________________
5、__________ ________________________________________________________________________。 ②為使硫黃充分燃燒,經(jīng)流量計(jì)1通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO2轉(zhuǎn)化率,經(jīng)流量計(jì)2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計(jì)1和流量計(jì)2的空氣體積比應(yīng)為________。假設(shè)接觸室中SO2的轉(zhuǎn)化率為95%,b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為________(空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按0.2計(jì)),該尾氣的處理方法是________。 ③與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點(diǎn)是
6、________(可多選)。 A.耗氧量減少 B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高 C.產(chǎn)生的廢氣減少 D.不需要使用催化劑 (2)硫酸的用途非常廣,可應(yīng)用于下列哪些方面________(可多選)。 A.橡膠的硫化 B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成 C.鉛蓄電池的生產(chǎn) D.過磷酸鈣的制備 (3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時(shí)SO2的排放,請(qǐng)寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________________________
7、____ ________________________________________________________________________。 解析:(1)本題考查了工業(yè)制取H2SO4的過程,在熟悉設(shè)備及工藝流程基礎(chǔ)上可知接觸室應(yīng)安裝熱交換器,吸收塔為便于充分吸收SO3而填充了許多瓷管。 (2)考查了學(xué)生分析及處理數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的能力,可假設(shè)有1 mol硫黃充分燃燒,則據(jù)反應(yīng)S+O2SO2知反應(yīng)耗O21 mol,流量計(jì)1充入O2為1.5 mol,生成SO2 1 mol,據(jù)反應(yīng)2SO2+O2 2SO3知理論上1 mol SO2反應(yīng)耗O2 0.5 mol,流量計(jì)2充入O2為1.2
8、5 mol,則流量計(jì)1、2充入氧氣體積比(等于空氣體積比)為6∶5(或1.2∶1);假設(shè)SO2轉(zhuǎn)化率為95%,則尾氣中SO2體積分?jǐn)?shù)為 ×100%=0.4%。 答案:(1)①熱交換器 增加SO3與濃H2SO4接觸面積,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.(實(shí)驗(yàn)探究)我國(guó)化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。他以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3,進(jìn)而生產(chǎn)出純
9、堿。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。 (1)有關(guān)物質(zhì)溶解度如下表所示: 溫度 溶解度(g) 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 - NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 45.8 根據(jù)表格數(shù)據(jù),分析碳酸
10、氫銨與飽和食鹽水反應(yīng),能析出碳酸氫鈉晶體的原因是________(填字母標(biāo)號(hào))。 a.碳酸氫鈉難溶于水 b.碳酸氫鈉受熱易分解 c.碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小 d.溶質(zhì)質(zhì)量增大 (2)某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理,進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn)。 ①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出)。 試回答下列有關(guān)問題: (Ⅰ)乙裝置中的試劑是________________; (Ⅱ)丁裝置中稀硫酸的作用是________________; (Ⅲ)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,分離出NaHCO3晶體的操作是 ________(填分離操作
11、的名稱)。 ②另一位同學(xué)用圖中戊裝置(其他裝置未畫出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (Ⅰ)實(shí)驗(yàn)時(shí),須先從________管通入________(氣體),再?gòu)腳_______管中通入________(氣體); (Ⅱ)有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置,理由是______________________。 ③侯氏制堿原理的原子利用率為________________________________________。 (3)請(qǐng)你再寫出一種實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸氫鈉的方法: ______________________ ____________________________________________
12、____________________________。 解析:溶液中的復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)向自由離子濃度減小的方向進(jìn)行。在相同溫度下,四種物質(zhì)中碳酸氫鈉的溶解度最小,故首先析出碳酸氫鈉。碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的同時(shí),也揮發(fā)出氯化氫,氯化氫能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng),故應(yīng)除去;尾氣中含有CO2、NH3,CO2可以直接排入空氣中,但氨氣有毒且極易溶于水,故吸收氨氣時(shí)要防倒吸。根據(jù)戊裝置知,導(dǎo)管b通入溶液中,且根據(jù)后面問題知,從b管進(jìn)入的氣體在水中的溶解度較小;導(dǎo)管a通入的氣體只與溶液表面接觸,暗示氣體溶解度較大,即易發(fā)生倒吸。二氧化碳在水中溶解度較小,而氨氣極易溶于水,故先通入氨氣,使溶液
13、呈堿性,再通入二氧化碳,以提高二氧化碳的吸收率,提高碳酸氫鈉產(chǎn)量。多孔球泡能增大氣體與溶液的接觸面積,提高氣體吸收效率。CO2+NH3+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑,兩反應(yīng)的總反應(yīng)式為:2NaCl+CO2+H2O+2NH3===Na2CO3+2NH4Cl,碳酸鈉是目標(biāo)產(chǎn)物,而氯化銨是化肥,所以侯氏制堿原理的原子利用率為100%。 答案:(1)c (2)①(Ⅰ)飽和碳酸氫鈉溶液 (Ⅱ)吸收NH3 (Ⅲ)過濾 ②(Ⅰ)a NH3 b CO2 (Ⅱ)增大氣體與溶液接觸面積,提高CO2吸收率 ③100% (3)向燒堿溶液中通
14、入過量CO2(或向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2)(其他合理答案均可) 9.如圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的流程: 合成塔中內(nèi)置鐵觸媒,氧化爐中內(nèi)置Pt-Rh合金網(wǎng)。請(qǐng)回答下列問題: (1)1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨。2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程,示意如下: 、、分別表示N2、H2、NH3。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面,圖②和圖③的含義分別是____________________________________________________ ____________________________
15、____________________________________________。 (2)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=________。在一定溫度和壓強(qiáng)下,將H2和N2按3∶1(體積比)混合后進(jìn)入合成塔,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)為15%,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為________。(3)已知:4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g);ΔH=-1 266.8 kJ/mol N2(g)+O2(g)===2NO(g);ΔH=+180.5 kJ/mol,氨催化氧化的熱化學(xué)方程式為____
16、____________________________________________________________________; (4)吸收塔中通入空氣的目的是________________________________________________。 解析:本題以工業(yè)生產(chǎn)HNO3的背景,考查化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),涉及化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、蓋斯定律應(yīng)用等,屬中檔題。 (2)設(shè)N2、H2的物質(zhì)的量為a mol、3a mol,N2轉(zhuǎn)化了x mol。 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始 a 3a 0 平衡 a-x 3a-3x 2x 轉(zhuǎn)化
17、x 3x 2x NH3%==15%,H2的轉(zhuǎn)化率為≈26%。 (3)總反應(yīng)可由①+②×2求得。 (4)工業(yè)生產(chǎn)HNO3為循環(huán)反應(yīng),為不使N元素?fù)p失,故可通入O2將其反應(yīng)。 答案:(1)圖②表示N2、H2被吸附在催化劑表面,圖③表示在催化劑表面,N2、H2的化學(xué)鍵斷裂 (2)K= 26% (3)4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g); ΔH=-905.8 kJ/mol (4)使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化成HNO3 10.空氣在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用,下面圖示可以充分說明空氣的重要用途。 (1)分離液態(tài)空氣得到氮?dú)夂脱鯕獾姆椒開______
18、_。 (2)A、B和C代表的物質(zhì)分別是________。 A.氧、氨、發(fā)煙硫酸 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、發(fā)煙硫酸 (3)目前工業(yè)合成氨時(shí),氫氣的主要來(lái)源是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式) (4)在硫酸工業(yè)中,通過下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,為了提
19、高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率,采用了“兩轉(zhuǎn)兩吸”工藝,即將第一次轉(zhuǎn)化生成的SO2分離后,將未轉(zhuǎn)化的SO2進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化,假若兩次SO2的轉(zhuǎn)化率均為95%,則最終SO2的轉(zhuǎn)化率為________。 (5)硫酸生產(chǎn)過程中排放的污染物主要是含有二氧化硫的尾氣,工業(yè)生產(chǎn)中常用氨-酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的。用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理(只寫出2個(gè)方程式即可) ________________________________________________________________________ ___________________________________________
20、_____________________________。 解析:(1)用液化空氣法制O2和N2的原理:利用二者沸點(diǎn)不同進(jìn)行精餾,得到純度較高的N2和O2。 (2)從工藝流程圖知A→C→(E)是工業(yè)制H2SO4流程,故A為含硫礦石或硫,C為三氧化硫,B為氨氣吸收SO2。故選C。 (3)H2主要來(lái)自天然氣,有關(guān)化學(xué)方程式為 CH4+H2OCO+3H2, CO+H2O(g)CO2+H2。 (4)若設(shè)開始含100 mol SO2,則轉(zhuǎn)化了95 mol,余下5 mol,二次轉(zhuǎn)化:5 mol×95%=4.75 mol,最終轉(zhuǎn)化率:×100%=99.75%。 (5)SO2尾氣常用氨-酸法吸
21、收脫硫,有關(guān)化學(xué)方程式(寫出2個(gè)即可): SO2+NH3+H2O===NH4HSO3; SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3 2NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O (NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O。 答案:(1)精餾 (2)C (3)CH4+H2OCO+3H2, CO+H2OCO2+H2 (4)99.75% (5)(只寫出2個(gè)方程式即可) SO2+NH3+H2O===NH4HSO3; SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3 2NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2
22、SO4+2SO2↑+2H2O (NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O 11.下圖表示某些化工生產(chǎn)的流程(有的反應(yīng)條件和產(chǎn)物已略去): 請(qǐng)回答下列問題: (1)流程中所涉及的化學(xué)工業(yè)____________________________________________ (寫出兩個(gè)即可)。 (2)反應(yīng)Ⅰ需在500 ℃進(jìn)行,主要原因是____________;實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ的條件是________________________________________________________________________ _______
23、_________________________________________________________________。 (3)工業(yè)上,析出K后,再向母液中繼續(xù)通入E,并加入細(xì)小食鹽顆粒,其目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)從工業(yè)流程知,涉及合成氨,氨氧化法制HNO3和侯氏制堿法。 (2)反應(yīng)為N2+3H22NH3 ΔH<0,盡管500 ℃不利于合成氨,工業(yè)上主要考慮在500 ℃時(shí)催化劑活性最大。反應(yīng)Ⅱ?yàn)榘钡拇呋趸?,反?yīng)條件為高溫,并用 Pt-Rh作催化劑。 (3)侯氏制堿法中析出NaHCO3后,母液中含NH4Cl,繼續(xù)通入NH3并加入NaCl顆粒,目的是增加NH和Cl-濃度,有利于析出NH4Cl晶體。 答案:(1)合成氨、氨氧化法制硝酸、聯(lián)合制堿法(或侯氏制堿法) (2)500 ℃時(shí),該反應(yīng)的催化劑的活性最高 鉑銠合金作催化劑,高溫 (3)增大NH和Cl-的濃度,析出副產(chǎn)品NH4Cl
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