2017春高中化学 第一单元 走进化学工业（课件+试题）（打包10套）新人教版选修2.zip

1第一单元 走进化学工业课题 1 化工生产过程中的基本问题课时训练 1 生产硫酸的基本流程基础夯实1.下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )A.SO2催化氧化时使用铁粉作催化剂B.在催化反应室中运用热交换技术可以充分利用能源C.把黄铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率D.该反应采用 400~500 ℃温度主要是因为该温度下催化剂活性最好解析：工业生产硫酸时使用的催化剂是 V2O5,而不是铁粉。答案：A2.下列对硫酸生产中化学反应原理的分析正确的是( )(导学号 52690070)A.硫酸生产中涉及的三个化学反应因原料的不同可能全部是氧化还原反应B.硫酸生产中涉及的三个化学反应都是放热反应C.硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要使用催化剂D.硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要在较高温度条件下进行解析：三个化学反应都是放热反应;三个反应中只有 SO2 SO3需使用催化剂;SO 3 H2SO4在常温下进行,且是非氧化还原反应。答案：B3.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与生产操作的主要原因两者都正确的是( )A.黄铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能燃烧B.SO3用 98%的硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便 SO3吸收完全C.SO2氧化为 SO3时需使用催化剂,这样可以提高 SO2的转化率D.造气阶段产生的炉气需净化,因为炉气中 SO2会与杂质反应解析：黄铁矿粉碎的目的是使矿石燃烧充分,提高原料利用率;使用催化剂不能使化学平衡移动,不能提高 SO2的转化率;对造气阶段产生的炉气进行净化的目的是防止杂质使催化剂中毒。答案：B4.以下有关工业生产硫酸的论述错误的是( )A.为提高反应速率和原料利用率,黄铁矿要在“沸腾”状态下燃烧B.为防止催化剂中毒,气体在进入催化反应室前要先净化C.催化反应室中热交换装置的主要作用是预热未反应的气体和冷却反应后的气体D.吸收塔中 SO3从下而上,水从上而喷下,剩余气体从上部排出答案：D能力提升5.在工业制硫酸的过程中有以下反应:2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) Δ H0,下列说法中错误的是( ) (导学号 52690071)A.生产中通入过量的空气,可以提高二氧化硫的转化率2B.生产中选择 400~500 ℃,不仅能加快反应速率,而且催化剂的活性好C.根据实际情况在生产中选择常压,可以提高综合经济效益D.在催化反应室被氧化生成的三氧化硫,进入吸收塔被水吸收制成硫酸解析：用水吸收三氧化硫容易形成酸雾,应用 98%的硫酸吸收三氧化硫。答案：D6.以黄铁矿为原料,生产硫酸的流程可简示如下: (导学号 52690072)请回答下列问题:(1)在炉气制造中,生成 SO2的化学方程式为 ; (2)炉气精制的作用是将含 SO2的炉气 、 及干燥,如果炉气不经过精制,对 SO2催化氧化的影响是 ; (3)精制炉气(含 SO2体积分数为 7%、O 2为 11%、N 2为 82%)中 SO2平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。在实际生产中,SO 2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中 A 点),而没有选择 SO2转化率更高的 B 点或 C 点对应的反应条件,其原因分别是 ; (4)在 SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是 、 ,从而充分利用能源。 解析：(2)煅烧黄铁矿制得的炉气中含有矿尘、砷和硒等的化合物、水蒸气;应对炉气进行除尘、水洗和干燥,避免催化剂中毒。(3)从图可知,在低温下进行时 SO2的平衡转化率较高,但低温时催化剂的活性不高,反应速率慢,实际生产中采用 400~500 ℃的温度。由图可知,在高压下进行时 SO2的平衡转化率较高,但增大压强时 SO2的转化率提高不大,且加压会增大成本和能量消耗,而常压下的转化率已很高,故实际生产中采用常压操作。(4)SO2和 O2的反应为放热反应,而经净化后的炉气需要加热,故可通过热交换器,对冷的 SO2、O 2加热,达到充分利用能源的目的。答案：(1)4FeS 2+11O2 2Fe2O3+8SO23(2)除尘 水洗 矿尘、砷、硒等化合物会使催化剂中毒,水蒸气对设备和生产有不良影响(3)不选 B 点,因为压强越大对设备的投资越大,消耗的能量越大;450 ℃时,SO 2原料的转化率在 0.1 MPa 下的转化率已达到 97%左右,再提高压强,SO 2的转化率提高得很小,所以采用 0.1 MPa不选 C 点,因为温度越低,SO 2的转化率虽然更高,但催化剂的催化作用会受影响,450 ℃时,催化剂的催化效率最高。故选择 A 点,不选 C 点(4)利用反应放出的热量预热原料气体 上层反应气体经热交换器温度降到 400~500 ℃进入下层使反应更加完全1课时训练 2 硫酸工业中的三废处理及能量利用基础夯实1.治理“三废”,保护环境,最主要的方法是( )A.减少污染严重的工厂B.把“三废”深埋C.提高认识D.变废为宝,综合利用解析：对“三废”处理,最好是变废为宝,节约资源,综合利用。答案：D2.在催化反应室中装有热交换装置,采用热交换装置的好处是( )①充分利用热量,降低能耗 ②促使平衡向正反应方向移动,提高产率 ③减少热量对环境的污染 ④提高最终产品的纯度A.① B.①②C.①②③ D.①②③④解析：使用热交换装置能充分利用热能,减少热量散失对环境造成的污染。由于 SO2转化为SO3的反应是放热反应,温度降低有利于平衡向正反应方向移动,提高 SO2的利用率。答案：C3.工业生产硫酸的过程中,对废气、废液、废渣和“废热”的处理正确的是( )①尾气可用氨水处理 ②污水可用石灰乳处理 ③废渣可用来制造水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生水蒸气,供热或发电A.①② B.①③④C.①②③ D.①②③④解析：硫酸厂尾气中含有 SO2,可用氨水吸收处理;废水中的硫酸常用石灰乳中和;废渣中含有 SiO2、Fe 2O3等,可用于制水泥、炼铁;由于硫酸生产中的三个反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热量来降低生产成本。答案：D4.城市环境污染是当前突出的环境问题。如图中甲所示,X 河流经某工业城市,其中 a处在上游,附近有丰富的黄铁矿资源,d 处在下游,有多个企业以硫酸为原料。根据某月该市环保局监测站对 X河水质检测的结果,绘制成图乙。根据甲、乙两图,判断下列说法错误的是( )(导学号 52690073)A.该市建设硫酸厂时,综合考虑诸多因素选址在 b处最合理B.造成 X河污染的主要污染源最可能分布在 bc段C.工业、生活污水和固体废弃物等是造成 X河污染的污染源D.d处污染程度减小,可能是某些污染物的离子发生反应所致解析：硫酸厂的厂址应建在河的下游,即 d处,A 项错;从乙图看,bc 段的污染程度很大,是市区中的生活污水引起的,d 处位于下游,但其污染程度很小,则可能是因为污染物的离子相互发生反应,导致污染程度降低了。2答案：A5.工业制硫酸的催化反应室里有一个热交换装置,有关它的下列说法正确的是( )A.其主要作用是给催化剂加热B.其作用是把生成的热量传递给需要预热的混合气体,并将反应后生成的气体冷却C.为了充分利用余热,使冷水经过热交换装置,从而得到热水D.进行热量传递时,冷、热气体流向相同解析：催化反应室中的热交换装置是在每两层催化剂的中间,因此起不到给催化剂加热的作用,热交换装置管内和管外流动的均是气体,且采用的是逆流(即气体流向相反)形式。答案：B6.下列关于硫酸工业综合经济效益的讨论中,叙述错误的是( )A.充分利用三个反应放出的热能,来降低生产成本B.为了防止尾气的污染,用氨水吸收尾气C.硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的地区,远离硫酸消费中心D.生产过程中含有少量硫酸的污水,可用石灰乳中和处理解析：硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的地区,但远离硫酸消费中心,势必增加运输成本。答案：C7.在硫酸工业生产中,为了利于 SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的催化反应室(如图)。下列有关说法中错误的是( ) (导学号 52690074)A.上端进入的气体温度较高,下端出来的气体温度较低B.预热含有 SO2的混合气体,有利于催化氧化C.A处流出的气体为 SO2和 O2D.预热 SO3,有利于被浓硫酸吸收解析：干燥的 SO2与 O2发生化学反应的有利条件是催化剂和 400~500 ℃的温度,在通常状况下基本不发生反应,即使在加热的条件下,也基本上不发生反应。从热交换装置左侧进入热交换装置的 SO2与 O2的混合气体,在热交换装置内只是被加热升高温度,没有与催化剂接触,基本上没有 SO3生成。从热交换装置内出来的热的 SO2与 O2的混合气体,进入催化反应室内的催化剂区域后,发生可逆反应生成 SO3,并放出大量的热,SO 3温度过高不易被吸收,所以下端出来的气体温度较低。答案：D能力提升8.酸雨能使大片水稻突然枯死,我国每年因酸雨污染都造成大量的经济损失。 (导学号52690075)(1)酸雨的形成主要是由于空气中含有 气体。现取一份雨水,每隔一段时间测定其 pH,结果如下: 测定 0 1 2 4 83时间/h雨水pH4.734.624.564.554.55产生上述结果的原因是 。 (2)空气中的二氧化硫在烟尘的作用下与氧气结合也能形成酸雨,请写出反应的化学方程式: 。 (3)请提出两条防治酸雨的措施。答案：(1)SO 2 SO 2溶于水形成 H2SO3,由于空气中的氧气可以缓慢氧化 H2SO3生成 H2SO4 ,而硫酸是强酸,故溶液的 pH逐渐减小 (2)2SO2+O2+2H2O 2H2SO4(3)①控制空气中 SO2和氮氧化物的排放量 ②植树造林,净化空气1课题 2 人工固氮技术——合成氨课时训练 3 合成氨的反应原理基础夯实1.下列过程属于氮的固定的是( )A.闪电下 N2与 O2反应生成 NOB.NO2溶于水生成 HNO3C.工业上用 NH3制造尿素[CO(NH 2)2]D.NH3与 Cl2反应生成 N2和 HCl解析：A 项,N 2转化为 NO,属于氮的固定;NO 2→HNO 3,NH3→CO(NH 2)2均为由含氮化合物转化为含氮化合物的过程,不是氮的固定;NH 3→N 2,含氮化合物转化为 N2,不属于氮的固定。答案：A2.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得 1918 年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2,在一定条件下使该反应发生,有关说法正确的是( )N2+3H2 2NH3A.达到化学平衡时,N 2将完全转化为 NH3B.达到化学平衡时,N 2、H 2和 NH3的物质的量浓度一定相等C.达到化学平衡时,N 2、H 2和 NH3的物质的量浓度不再变化D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零解析：合成氨反应为可逆反应,故氮气、氨气不能完全转化,化学平衡是动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等,但是不为零。答案：C3.合成氨时采用 500 ℃左右的温度,主要因为该温度时 ( )A.合成氨的化学反应速率最大B.氮气的平衡转化率最高C.铁触媒的活性最大D.氨在平衡混合物中的体积分数最大解析：温度越高,化学反应速率越大,A 项错;合成 NH3的反应在低温时 N2的转化率越大,B 项错;工业合成 NH3采用 500 ℃左右的温度主要是此时催化剂活性最大,C 项对;500 ℃时 NH3在平衡混合物中的体积分数不一定最大,D 项错。答案：C4.德国科学家格哈德·埃尔特生日的当天获得了诺贝尔化学奖,以奖励他在表面化学领域作出的贡献。合成氨反应在铁催化剂表面进行时效率显著提高,就是埃尔特的研究成果。下列关于合成氨反应的叙述中,不正确的是( ) (导学号 52690076)A.铁作催化剂可加快反应速率,但不能使合成氨的化学平衡移动B.将氨从混合气中分离,有利于化学平衡向合成氨的方向移动C.升高温度可以加快反应速率,且有利于化学平衡向合成氨的方向移动D.增大压强可加快反应速率,且有利于化学平衡向合成氨的方向移动解析：催化剂可以改变化学反应速率,但不能使平衡移动,只能缩短反应达到平衡的时间,A项正确;将氨从混合气中及时地分离出来,可加快反应速率,且有利于化学平衡正向移动,B项正确;升高温度能加快反应速率,但合成氨反应是一个放热反应,因此升高温度不利于化学2平衡向合成氨的方向移动,C 项错;合成氨的反应是一个气体体积减小的反应,因此增大压强可加快反应速率,且有利于化学平衡向着合成氨的方向移动,D 项正确。答案：C5.有关合成氨工业说法中正确的是( ) (导学号 52690077)A.从合成塔出来的混合气体,其中 NH3只占 15%,所以生产氨的工厂的效率都很低B.由于氨易液化,N 2、H 2是循环使用的,总体来说氨的产率较高C.合成氨反应温度控制在 400~500 ℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动D.合成氨采用的压强是 10~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大解析：由于采用循环操作,故氨的产率较高;控制温度在 400~500 ℃是综合考虑反应速率、平衡移动和催化剂的活性温度;采用压强 10~30 MPa 目的是获得较快的速率、较高的产率以及考虑动力、设备等因素。答案：B6.合成氨的温度和压强通常控制在约 500 ℃以及 1×107~3×107 Pa 的范围,且进入合成塔的 N2和 H2的体积比为 1∶3。经科学实验测定,在相应条件下 N2和 H2反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如下表所示:压强 1×107 Pa3×107 Pa氨的体积分数 19.1% 42.2%而实际从合成塔出来的混合气体中含氨约为 15%,这表明( )A.表中所测数据有明显的误差B.生产条件控制不当C.氨的分解速率大于预测值D.合成塔中的反应并未达到平衡解析：含氨约为 15%,小于 19.1%,因此 N2、H 2的转化率仍很低,反应正在向着生成氨的方向进行,表明合成塔中的反应并未达到平衡。答案：D7.在一定条件下,将 10.0 mol H2和 1.0 mol N2充入恒容密闭容器中,发生反应:N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g),并达到平衡状态 ,则 H2的转化率可能是 ( )A.15% B.30% C.35% D.75%解析：对可逆反应而言,任何一种物质都不能完全转化。为方便解题,假设 N2完全转化,则消耗 H2的物质的量 n 消耗 (H2)=3n(N2)=3.0 mol。事实上,N 2完全转化是不可能的,因而消耗 H2的物质的量小于 3.0 mol,故 H2的最大转化率为:α 最大 (H2)×100%=30%故 A 项正确。答案：A能力提升8.科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N 2在催化剂(掺有少量 Fe2O3的 TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为 NH3。进一步研究 NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N 2压强为1.0×105 Pa、反应时间 3 h): (导学号 52690078)T/K 30 31 32 3533 3 3 3NH3生成量/(×10-6 mol)4.85.96.02.0相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+O2(g)Δ H=+765.2 kJ·mol-1回答下列问题:(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大 NH3生成量的建议: 。 (2)工业合成氨的反应为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为 2 L 的密闭容器中充入 0.6 mol N2(g)和 1.6 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH 3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算:①该条件下 N2的平衡转化率;②该条件下反应 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。解析：(1)该反应正反应是吸热反应,升高温度,使化学平衡向正反应方向移动,从而增大NH3的生成量,升高温度也能提高反应速率;增大反应物 N2的浓度,能加快反应速率,并使化学平衡向右移动;不断移出生成物,使平衡向右移动,增大 NH3的生成量。(2)由三段式法计算可知,起始时: c(N2)=0.3 mol·L-1,平衡时: c(N2)=0.1 mol·L-1;c(H2)=0.2 mol·L-1;c(NH3)=0.4 mol·L-1。①所以 N2的平衡转化率=[(0.6-0.2)mol÷0.6 mol]×100%≈66.7%;②反应 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数 K==0.005。答案：(1)升高温度,增大反应物 N2的浓度,不断移出生成物(2)①该条件下 N2的平衡转化率:66.7%;②该条件下反应 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为 0.005。1课时训练 4 合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发展基础夯实1.合成氨工业上采用循环操作主要是因为( )A.加快反应速率B.能提高 NH3的平衡浓度C.降低 NH3的沸点D.提高 N2和 H2的利用率解析：从合成塔中出来的气体中 NH3仅约占 15%,产率太低,还有大量的 N2、H 2,为了提高 N2和 H2的利用率,合成氨工业上采用了循环操作。答案：D2.下面是合成氨的简要流程示意图,沿 x 路线回去的是 ( )A.N2和 H2 B.催化剂C.N2 D.H2解析：因合成氨为可逆反应,从合成塔出来的混合气体中含有大量的 N2、H 2,为提高原料的利用率,将分离出氨气后的氮气、氢气再输送到压缩机,循环利用。答案：A3.下列关于制备 N2、H 2的说法正确的是( )A.从空气中获得 N2的方法是物理变化B.从空气中获得 N2的方法是化学变化C.碳与水蒸气制取 H2和 CO 的反应是吸热反应D.电解 H2O 制取 H2和 O2的反应是一个可逆反应解析：从空气中获得 N2可以采用物理方法,也可以采用化学方法,A、B 错;电解水制取 H2和O2,H2与 O2在点燃条件下又能生成水,二者的反应条件不同,不是可逆反应。答案：C4.工业上用氢气和氮气合成氨,氢气的主要来源是 ( )A.水和燃料 B.电解水C.锌和稀硫酸 D.液化空气解析：电解水需消耗大量的电能;Zn 和 H2SO4制 H2造价太高;液化空气得不到 H2。答案：A5.为了进一步提高合成氨的生产效率,科研中具有开发价值的是( )A.研制高温下活性较大的催化剂B.寻求 NH3的新来源C.研制低温下活性较大的催化剂D.研制耐高温高压的新型材料建造合成塔解析：合成氨的反应是放热反应,降低温度有利于提高合成氨的生产效率。答案：C26.实验室合成氨装置如右图所示,则以下说法中错误的是( )A.装置甲的作用之一是干燥B.装置甲的作用是化合C.乙处导出的气体是 N2、H 2、NH 3D.检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等解析：装置甲的作用有三点:①干燥气体;②观察气体逸出速率便于控制反应物间的比例;③使气体混合均匀。答案：B7.氨在国民经济中占重要地位。现在约有 80%的氨用来制造化肥,其余的用作生产其他化工产品的原料。例如,农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料,都是以氨为原料制成的;氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。 (导学号 52690079)(1)对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施以高压,下列叙述中正确的是 。 A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡状态所用的时间C.都能缩短达到平衡状态所用时间,只有压强对化学平衡状态有影响D.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用时间,而压强无此作用(2)综合考虑各种因素,在实际生产中,合成氨一般选择以 为催化剂,压强在 之间,温度在 。 (3)要实现合成氨的工业化生产,首先要解决氢气和氮气的来源问题。氢气的制取可有以下几条途径:①电解水制取氢气,②由煤或焦炭来制取氢气,③由天然气或重油制取氢气。你认为哪种方法是最佳选择? (填序号),其反应的化学方程式为 。 解析：(1)对合成氨的反应,催化剂只能提高反应速率,不能使化学平衡发生移动;高压能提高化学反应速率,也能使化学平衡向生成氨的方向移动。(3)电解水制氢气,电能消耗大,成本高;煤作原料,能源消耗大,污染大。天然气作为洁净燃料,便于管道运输,有投资省、能耗低的优点。答案：(1)C(2)铁触媒 10~30 MPa 400~500 ℃(3)③(答案合理即可) CH 4+H2O CO+3H2,CO+H2O CO2+H2(答案合理即可)能力提升8.工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应: (导学号 52690080)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。其部分工艺流程如下:请回答下列问题:3(1)第②步除需要催化剂这个条件外,还需要的条件是 。 (2)第①步操作中的原料气的“净化”目的是 , 第③步操作中的目的是 。 (3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法? (填编号)。 a.过滤 b.蒸馏c.分液 d.萃取你作出这个判断的理由是 。 (4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为 。 解析：(2)原料气中往往含有使催化剂中毒的物质,所以在进行原料气的反应前,需要除掉其中的杂质;工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气,也有未反应的氢气、氮气,所以为了提高原料气的利用率,将未反应的原料气进行重新利用,这样可以提高经济效益。(3)降低温度,氨变为液态,从而进行分离,所以与工业上利用的蒸馏类似,都是通过改变温度,使物质的状态发生变化而分离。(4)2NH3+3Cl2 N2+6HCl,生成的 HCl 又与 NH3反应生成 NH4Cl 小颗粒——白烟产生。答案：(1)高温、高压(2)防止催化剂中毒 提高原料利用率(或提高经济效益等)(3)b 通过温度的改变而改变物质的状态,达到分离的目的(4)8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N21课时训练 5 纯碱的生产基础夯实1.下列关于 NaHCO3的叙述,不正确的是( )A.它是一种白色粉末,相同温度下溶解度小于 Na2CO3B.加热至 200 ℃左右,可完全分解,利用这种性质,可由 NaHCO3制取纯碱C.与 Na2CO3相比,当质量相同时,分别跟足量盐酸反应后,NaHCO 3可得到较多的二氧化碳D.其晶体的化学式为 NaHCO3·10H2O,在空气中会风化解析：Na 2CO3·10H2O 在干燥的空气中容易风化,没有 NaHCO3·10H2O 这种物质。答案：D2.在制小苏打(NaCl+CO 2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH 4Cl)的操作中,应在饱和食盐水中( )(导学号 52690081)A.先通入 CO2,达到饱和后再通入 NH3B.先通入 NH3,达到饱和后再通入 CO2C.CO2和 NH3同时通入D.以上三种方法都行解析：CO 2在 NaCl 溶液中溶解度小,先通入 NH3后使溶液呈碱性,能溶解大量的 CO2,生成大量的 HC,从而有利于析出大量的 NaHCO3晶体。答案：B3.向饱和 Na2CO3溶液中通入足量 CO2,结果有晶体析出,对析出晶体的原因分析不正确的是( )A.相同温度下,Na 2CO3的溶解度大于 NaHCO3的B.溶液中溶剂减少了C.溶质质量增加了D.反应过程放热解析：本题考查的是 Na2CO3与 CO2反应的知识,根据化学方程式 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3可以得出:通过反应,溶剂质量减少,溶质质量增加,由于 Na2CO3的溶解度大于 NaHCO3的,因此有 NaHCO3晶体析出。答案：D4.为了确定小苏打中是否含有纯碱,下列实验操作及判断正确的是( )A.将固体加热,观察是否有水生成B.滴加盐酸,观察是否放出气体C.将固体溶于蒸馏水配成溶液,滴加少量 BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成D.将固体溶于蒸馏水配成溶液,滴加澄清石灰水,观察是否有白色沉淀生成解析：A 中加热有 H2O 生成是 NaHCO3的性质;B 中加盐酸两者都放出气体;C 中 Na2CO3能与BaCl2发生复分解反应生成 BaCO3沉淀而 NaHCO3则不能;D 中加澄清石灰水两者都能生成白色沉淀,无法确定含 Na2CO3。答案：C5.与氨碱法比较,下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( )A.提高了原料利用率 B.降低了生产成本C.减少了环境污染 D.减轻了对设备的腐蚀解析：侯氏制碱法是将合成氨工业和制碱工业联合起来,保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到了 96%以上;NH 4Cl 可作氮肥,避免了生成大量无用的 CaCl2;同2时可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2,免除了 CaCO3制 CO2这一工序,降低了生产成本,减少了对环境的污染。答案：D6.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有氨碱法和联合制碱法两种工艺。请按要求回答问题:(1)氨碱法产生大量 CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生 CaCl2的化学方程式: 。 (2)写出联合制碱法有关反应的化学方程式: 。 (3)CO2是制碱工业的重要原料,联合制碱法与氨碱法中 CO2的来源有何不同? 。 (4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据联合制碱法总反应,列出计算原子利用率的表达式为:原子利用率(%)= 。 解析：(1)2NH 4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H 2O(2)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH 4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H 2O↑(3)联合制碱法中 CO2来源于合成氨工业的副产品,而氨碱法中 CO2来源于石灰石的分解。(4)联合制碱法原子利用率的表达式:原子利用率(%)=×100%=×100%答案：(1)2NH 4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H 2O(2)NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH 4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H 2O↑(3)联合制碱法中 CO2来源于合成氨的副产品,氨碱法中 CO2来源于 CaCO3的分解(4)×100%能力提升7.下列工业生产所发生的化学反应不涉及氧化还原反应的是( )A.用侯氏制碱法生产纯碱B.用二氧化硫制硫酸C.工业合成氨D.从海水中提取单质溴解析：联合制碱法利用生成溶解度更小的碳酸氢钠,不属于氧化还原反应;B、C、D 中都有氧化还原反应发生。答案：A8.下列说法中错误的是( )①制纯碱的原料只能是无机物②制纯碱的原料可能包含有机物③NR 3·HCl+NH3 NR3+NH4Cl 是氧化还原反应④NR 3·HCl+NH3 NR3+NH4Cl 是非氧化还原反应A.①③ B.②③ C.①④ D.②④解析：在侯氏制碱法制纯碱的生产中,可以用甲烷等烃与水反应制氢气。用有机胺制碱法制纯碱的生产中,所用的有机胺就属于有机物。3答案：A9.一定温度下,向饱和碳酸钠溶液中通入足量的 CO2气体,忽略溶液体积的变化,下列有关说法中正确的是 ( )A.c(Na+)不变B.溶液的 pH 变大C.溶液质量增大D.溶液中溶质的质量分数变小解析：向饱和 Na2CO3溶液中通入足量的 CO2气体时,发生反应 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3↓,该反应为化合反应,生成溶质 NaHCO3的质量大于原溶质 Na2CO3的质量,因为同一温度下,NaHCO3的溶解度小于 Na2CO3的溶解度,且反应过程中溶剂的质量也减少,因此析出 NaHCO3晶体, c(Na+)减小,溶液的质量减小,所以 A、C 选项错误;溶液中的溶质质量分数减小,所以 D项正确;HC 的水解程度小于 C 的水解程度,所以溶液的 pH 减小,B 项错误。答案：D10.下列关于工业生产说法错误的是( )A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通氨气,后通二氧化碳B.在硫酸工业、合成氨工业中,皆采用循环操作提高原料利用率C.在侯氏制碱工业中,二氧化碳可以循环利用D.硫酸工业中,用水来吸收三氧化硫解析：硫酸工业中,是用 98%的硫酸来吸收三氧化硫,如果用水来吸收,则会产生酸雾,影响产率,D 选项错误。答案：D11.下列叙述中正确的是( )A.向含有 CaCO3沉淀的水中通入 CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入 NaHCO3饱和溶液,又有 CaCO3沉淀生成B.向 Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的 CO2与原 Na2CO3的物质的量之比为1∶2C.等质量的 NaHCO3和 Na2CO3分别与足量的稀盐酸反应,在同温同压下,生成的 CO2体积相同D.向 Na2CO3饱和溶液中通入足量 CO2,有 NaHCO3结晶析出解析：选项 A,Ca(HCO3)2和 NaHCO3在水溶液中不发生反应;选项 B,向 Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸发生反应 Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,理论上没有 CO2生成;选项 C,注意等质量 NaHCO3和 Na2CO3与足量的稀盐酸反应,NaHCO 3的物质的量大,生成 CO2多;选项D,NaHCO3的溶解度比 Na2CO3的小,若 Na2CO3全反应则生成 NaHCO3的质量比 Na2CO3的大,反应消耗水,则有大量晶体析出。答案：D12.工业上常用氨碱法制取碳酸钠(将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打,再经过滤、煅烧而得到纯碱),但却不能用氨碱法制取碳酸钾,这是因为在溶液中( )A.KHCO3溶解度较大 B.KHCO3溶解度较小C.K2CO3溶解度较大 D.K2CO3溶解度较小解析：氨碱法制取 Na2CO3的原理是,在精制的食盐水中分别通入 NH3、CO 2,由于 NaHCO3溶解度不大,当 Na+、HC 浓度较大时便析出 NaHCO3晶体,将过滤得到的 NaHCO3煅烧得 Na2CO3,反应的化学方程式为:NH3+H2O+CO2 N+HC,Na++HC NaHCO3↓,2NaHCO 3 Na2CO3+H2O↑+CO 2↑。由于 KHCO3溶解度较大,无法从溶液中析出,故无法利用氨碱法制取 K2CO3。4答案：A13.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的说法正确的是( )A.分别用炒锅加热两种样品,全部分解挥发,没有残留物的是小苏打B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小苏打D.先将两样品配成溶液,分别加入石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打解析：2NaHCO 3 Na2CO3+CO2↑+H 2O↑,剩余固体为 Na2CO3,A 错误;纯碱和小苏打均含有钠元素,焰色反应无法区分;NaHCO 3与石灰水也能产生沉淀:Ca 2++2OH-+2HC CaCO3↓+C+2H 2O。答案：C14.根据氨碱法的原理,首先配制氨化饱和食盐水,即向饱和食盐水中加入氨水(体积比 1∶1)并充分搅拌;再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中,控制一定的温度,直至有碳酸氢钠析出。请回答下列问题:(1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生 N、HC 的原理 。 (2)向饱和食盐水中加入氨水和通入二氧化碳的先后顺序是先加氨水后通二氧化碳。是否可以先通二氧化碳后加氨水?为什么?。 (3)写出氨碱法生成碳酸氢钠的化学方程式: 。 解析：在通常状况下,氨在水中的溶解度近 700 体积,二氧化碳在水中的溶解度仅约 1 体积。答案：(1)NH 3+H2O NH3·H2O N+OH-(或 NH3+H2O N+OH-);CO2+H2O H2CO3 HC+H+(或 CO2+H2O HC+H+)(2)否。在常温下,氨在饱和食盐水中的溶解度很大,二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。若先通二氧化碳后加氨水,溶液里只能产生很小浓度的 HC,不利于生成 NaHCO3沉淀(3)NaCl+NH4HCO3 NaHCO3↓+NH 4Cl(或 NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH 4Cl)15.纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛,需求量很大,因此纯碱的制备一直是科学家研究的一个重要方面。18 世纪欧洲有个路布兰制碱法,其主要反应原理是: (导学号52690082)Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑Na2S+CaCO3 CaS+Na2CO3这种方法的最大缺点是:①此反应是高温固体反应,不能连续生产;②浪费原料,CO 2不能回收利用;③污染环境,CaS 没有任何用处,只能抛至野外。由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展,路布兰法被索尔维法所代替。索尔维法的生产流程如下:索尔维法能实现连续生产,但其食盐利用率只有 70%,且所得副产品 CaCl2没有用处,污染环境。5侯德榜经过几年的努力,做了 500 多次循环实验,终于设计出新的制碱工艺,于 1943 年11 月在完成实验室规模的流程实验基础上,在工厂顺利试产,食盐的利用率达 96%以上,得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用作氮肥。侯德榜制碱法的原理是:①在 30~50 ℃的饱和食盐水中,先通入氨至饱和,再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀;②过滤,将滤渣加热而得到产品;③滤液中加入细食盐粉末,在 5~10 ℃使 NH4Cl 沉淀,过滤,滤液为饱和食盐水。据此回答下列问题:(1)标出反应 Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑的电子转移方向和数目。(2)写出索尔维制碱法的各步反应的化学方程式:① ; ② ; ③ ; ④ 。 (3)写出侯德榜制碱法第①步反应的化学方程式:。 (4)在索尔维制碱法中可循环利用的物质是 。 (5)在侯德榜制碱法中可循环利用的物质是 。 答案：(1)(2)①NH 3+H2O+CO2 NH4HCO3②NH 4HCO3+NaCl NaHCO3↓+NH 4Cl③2NH 4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H 2O④2NaHCO 3 Na2CO3+H2O↑+CO 2↑(3)NaCl+H2O+NH3+CO2 NaHCO3↓+NH 4Cl(4)NH3和 CO2 (5)CO 2和饱和食盐水