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2019-2020年高考化學一輪復習 第十一章 第1講 化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課時訓練 新人教版 1．下列關(guān)于合成氨工業(yè)的說法中正確的是(　　) A．從合成塔出來的混合氣體中，氨氣占15%，所以生產(chǎn)氨氣的工廠的效率都很低 B．由于氨易液化，N2和H2在實際生產(chǎn)中循環(huán)使用，所以總體來說，氨氣的產(chǎn)率很高 C．合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500 ℃，目的是使化學平衡向正反應(yīng)方向移動 D．我國合成氨廠采用的壓強是20 MPa～50 MPa，因為該壓強下鐵觸媒的活性最大 解析：選B。雖然從合成塔出來的氣體中NH3只占15%，但由于N2和H2循環(huán)使用和不斷分離出液氨，所以生產(chǎn)NH3的工廠的效率還是很高，故A錯誤，B正確。控制反應(yīng)溫度，一是為了使反應(yīng)速率加快，二是為了使催化劑活性最大，故C項不正確。增大壓強有利于NH3的合成，但壓強越大，需要的動力越大，對材料的強度和設(shè)備的制造要求越高，故采用20 MPa～50 MPa，但與催化劑的活性無關(guān)，故D項也不正確。 2．下列說法中不正確的是(　　) A．煮沸暫時硬水后，水的硬度一定降低 B．硬水中加入適量石灰水后，由于生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀，水就軟化了 C．永久硬水主要是由含有Ca2＋、Mg2＋的硫酸鹽和氯化物形成的，加熱煮沸是不能軟化的 D．如果用RH型離子交換樹脂軟化硬水，則發(fā)生的交換反應(yīng)可以表示為Ca2＋＋2HR===CaR2＋2H＋ 解析：選B。加入石灰水后只能除去暫時硬度，并將Mg2＋引起的永久硬度轉(zhuǎn)化為Ca2＋引起的永久硬度，仍然存在大量Ca2＋。 3．(xx廣東汕頭高三模擬)目前，我國城市供水處理技術(shù)由混凝、沉淀、過濾和消毒等過程組成。下列說法中不正確的是(　　) A．傳統(tǒng)的無機混凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系和鐵鹽系兩大類 B．NCl3可用于水消毒的原因是NCl3跟水反應(yīng)生成了NH3 C．用ClO2代替Cl2作消毒劑可減小水中有害氯代有機物的濃度 D．新型水處理劑高鐵酸鈉(Na2FeO4)既是消毒劑又是混凝劑 解析：選B。解答本題時注意以下兩點： (1)選項B中由信息“NCl3可用于水消毒”推知，NCl3跟水反應(yīng)的生成物中有HClO； (2)高鐵酸鈉(Na2FeO4)中的鐵是高價鐵有強氧化性，其還原產(chǎn)物是Fe3＋。 4．下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是(　　) A．用明礬凈水是因為Al3＋水解生成的Al(OH)3膠粒具有很強的吸附性 B．合成氨生產(chǎn)過程中采用高溫高壓條件都是為了提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率 C．硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用硫鐵礦燃燒時放出的熱量 D．工業(yè)上將氨氣轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛峒捌渌幕衔锸堑墓潭? 解析：選A。明礬凈水是利用Al3＋水解生成的膠體吸附水中的懸浮物。 5．氮、磷、鉀號稱肥料的“三要素”，化學肥料的施用，使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收、經(jīng)濟效益顯著。但是，化學肥料的濫施亂用也對環(huán)境產(chǎn)生了許多不良影響。請根據(jù)相關(guān)知識和信息回答下列問題： (1)下圖是某品牌化肥包裝袋中的部分文字 ①寫出以氨氣為原料制取該化肥的各步化學方程式____________________ ____________________________。 ②關(guān)于該氮肥的處置和施用正確的方法是________。 A．與草木灰混合施用 B．如果結(jié)塊，可用鐵錘敲擊 C．與鈣鎂磷肥混合施用 D．在經(jīng)常排灌水的稻田中施用肥效最高 ③若該化肥的雜質(zhì)中不含氮元素，則該化肥的純度是________。 (2)甲、乙、丙三個化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同： ①甲廠以焦炭和水為原料；②乙廠以天然氣和水為原料；③丙廠以石腦油(主要成分為C5H12)和水為原料。 按工業(yè)有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的原料氣H2和CO2的物質(zhì)的量之比，若最接近合成尿素的原料氣NH3(換算成H2的物質(zhì)的量)和CO2的物質(zhì)的量之比，則對原料的利用率最高。據(jù)此判斷甲、乙、丙三個工廠哪個工廠對原料的利用率最高？________。 (3)近年來“水華”和“赤潮”時有發(fā)生，據(jù)專家分析，是因水體富營養(yǎng)化造成的，試分析水體富營養(yǎng)化的原因。 ______________________________________________。 解析：(1)①首先以NH3為原料通過催化氧化法制得HNO3，然后使HNO3與NH3化合成NH4NO3。 ②因K2CO3水解顯堿性，與NH4NO3混合后生成氨氣，揮發(fā)導致肥效降低；NH4NO3受熱或重擊時易發(fā)生劇烈爆炸；NH4NO3水解顯酸性，可使Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2緩慢溶解，有利于作物吸收；土壤膠粒帶負電荷，易吸附陽離子(NH)，而NO會隨水流失。 ③NH4NO3的純度＝100%＝98%。 (2)由反應(yīng)方程式2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O，N2＋3H22NH3可知，當H2和CO2體積之比為3∶1時原料利用率最高。 又由CH4＋2H2O(g)===CO2＋4H2，C＋2H2O(g)===CO2＋2H2，C5H12＋10H2O(g)===5CO2＋16H2知所得H2和CO2物質(zhì)的量之比最接近3∶1的是C5H12。 (3)水體富營養(yǎng)化是化肥、含磷洗衣粉的大量使用，以及生活污水排放到江河湖泊及海洋中，使水中含有豐富的氮、磷元素，導致藻類植物大量繁殖。 答案：(1)①4NH3＋5O24NO＋6H2O； 2NO＋O2===2NO2；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO； NH3＋HNO3===NH4NO3 ②C?、?8%　(2)丙 (3)含N、P化肥的大量施用以及生活污水的大量排放，若不采用污水處理措施，必將導致水體富營養(yǎng)化，而發(fā)生“水華”、“赤潮” 6．(xx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)合成氨的原料通常來自______________________________________。 (2)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJmol－1。 請解釋： ①可逆反應(yīng)______________________________________。 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________，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？寫出化學反應(yīng)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(yīng)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)。 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(yīng)的產(chǎn)物。 (2)①可逆反應(yīng)是指在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)；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(yīng)為放熱反應(yīng)，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) ，則n(N2)∶n(H2)＝6.5∶19.5＝1∶3，設(shè)混合氣體的物質(zhì)的量為4 mol，平均相對分子質(zhì)量與氣體的物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量為x mol，則有：＝，x＝3.4，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量差值為0.6 mol，設(shè)反應(yīng)消耗N2的物質(zhì)的量為y mol，生成氨的物質(zhì)的量為z mol，則有： N2?。?H2　　2NH3　物質(zhì)的量之差 1 2 2 y z 0.6 y＝0.3　 z＝0.6， N2的轉(zhuǎn)化率為100%＝30%； 氨的體積分數(shù)為100%＝17.6%。 答案：(1)N2取自于空氣，H2可來自于水煤氣 (2)①在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)，叫做可逆反應(yīng)　②增壓、適當溫度和使用鐵觸媒等 (3)4NH3＋5O24NO＋6H2O　催化作用　氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，保證PtRh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)NH4NO3可作化肥和炸藥　(6)30%；17.6% 7．某工業(yè)廢水中含有CN－和Cr2O等離子，需經(jīng)處理達標后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進行處理。 回答下列問題： (1)上述處理廢水流程中主要采用的方法是________。 (2)流程②中，反應(yīng)后無氣體放出，該反應(yīng)的離子方程式為 ___________________________________________。 (3)含Cr3＋的廢水需進一步處理，請你設(shè)計一個處理方案： ______________________________________________。 (4)反應(yīng)③中，每消耗0.4 mol Cr2O轉(zhuǎn)移2.4 mol e－，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________。 (5)取少量待檢水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍色沉淀生成，繼續(xù)加NaOH溶液至不再產(chǎn)生藍色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，藍色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀，解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：__________________________ (用離子方程式表示)。 解析：含CN－的廢水在堿性條件下，CN－與ClO－發(fā)生氧化還原反應(yīng)：CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－。 含Cr2O的廢水在酸性條件下與S2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO和Cr3＋。當消耗0.4 mol Cr2O轉(zhuǎn)移2.4 mol e－，即有1 mol Cr2O反應(yīng)時轉(zhuǎn)移6 mol電子，故Cr2O的還原產(chǎn)物是Cr3＋，二者反應(yīng)的離子方程式為3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O。 答案：(1)氧化還原法 (2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－ (3)調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀除去 (4)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O (5)Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、 Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)===CuS(s)＋2OH－(aq) 8．(xx四川成都高三調(diào)研)將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏(CaSO42H2O)轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，無論從經(jīng)濟效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護角度看都具有重要意義。以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖。 (1)本工藝中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外，還需要________等原料。 (2)石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后反應(yīng)的化學方程式為_______________________________________________________。 (3)過濾Ⅰ操作所得固體有________(填化學式)等物質(zhì)，該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料。 (4)過濾Ⅰ操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液。檢驗濾液中含有NH的方法是______________________________________________。 (5)氯化鈣結(jié)晶水合物(CaCl26H2O)是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據(jù)除熔點較低和熔化的熱效應(yīng)高外，還因為其________，舉出該晶體的無水物在實驗室的一種用途：________。 解析：(2)CaSO4是微溶物，CaCO3是難溶物，兩者可進行沉淀轉(zhuǎn)化。(3)由于CaSO4微溶，所以過濾Ⅰ所得固體中除CaCO3外，還有少量CaSO4。(4)檢驗NH時應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為NH3，再檢驗。CaCl2常作干燥劑。 答案：(1)CaCO3、NH3、H2O　(2)(NH4)2CO3＋CaSO4===CaCO3＋(NH4)2SO4　(3)CaCO3、CaSO4 (4)加NaOH溶液，微熱，有能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體生成　(5)無毒(或無污染)　作干燥劑