第1单元走进化学工业
、选择题（本题包括15小题，每小题
3分，共45分）
1.下列化工生产中所发生的主要化学反应, 不涉及氧化还原反应的是
A.氯碱工业
B.接触法制硫酸
C.制造普通玻璃
D.工业合成氨
解析：选G 各选项涉及的主要反应为:
A 项，2NaCI + 2H 2O 电解=2NlaOF + H 2 T +
B 项，S
+ Q====SQ , 2SQ + 02
催化剂 2SO , SO + HbO===HBQ ; C 项，SiO 2+ Na^CO 高邑=Ns t SiO 3 △
+ g, SiO 2+Ca C （3高B=CaSiO 3+如；D 项，3H 2
高温、化剂压
2NH 。
2.工业上以黄铁矿为主要原料制造硫酸的生产过程中，按反应先后顺序依次使用的主要设备
接触室 沸腾炉 吸收塔 沸腾炉 接触室 吸收塔 沸腾炉
吸收塔
接触室
接触室 吸收塔 沸腾炉 解析：选Bo 黄铁矿为主要原料制造硫酸的生产过程中，按反应先后顺序依次为沸腾炉、接触 室、吸收塔。
3.下图是合成氨的简要流程示意图
沿X 路线回去的物质是（
)
A. N 2 和 H
B.催化剂
C. NH
D. H 2
解析：选A 。从合成塔出来的混合气中有相当一部分是未反应的氮气和氢气，单程转化会造成 极大的浪费，实际生产中采用了循环法，将它们重新送回合成塔继续反应，同时不断地补充 新鲜的原料气。
4.下列有关合成氨工业的说法中，正确的是 （ ）
A.从合成塔出来的混合气体中，氨气占
15%所以生产氨的工厂的效率都很低
A. B. C. D .
B. 由于氨易液化，N 2和Hz 在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高
C. 合成氨工业的反应温度控制在 500 C,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.
我国合成氨厂采用的压强是 10?30 MPa ，因为该压强下铁触媒的活性最大
解析：选B 。虽然从合成塔出来的混合气体中
NH 只占15%但由于原料气N 2和H 循环使用和
不断分离出液氨，所以生产NH 的效率还是很高的，因此A 项不正确。控制反应温度为500 C, 一是为了使反应速率不至于很低，二是为了使催化剂活性最大，因此，
C 选项不正确。增大压
强有利于NH 的合成，但压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高， 我国的合成氨厂一般采用 1X 107?3X 107Pa ,但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大， 因
此，D 选项不正确。
5. 合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是
催化剂⑧减小N z 或H 2的量
A. ③④⑤⑦
D.②③⑥⑦
反应放热且气体体积减小。要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，应选
C 。
6.
在下表的工业生产与所排放的对应污染物中，正
确的是
(
)
解析：选B 。工业生产名称与主要污染物的正确对应关系是：炼铁一一一氧化碳、黑色烟尘; 炼钢——一氧化碳、棕色烟尘；氨氧化法制硝酸——一氧化氮、二氧化氮；接触法制硫酸一 —二氧化硫、三氧化硫。
7.
盛放NaOH 溶液的
试剂瓶口部，时间长了会有白色固体附着，该固体的成分是
( )
A. NaOH
B. Ne t CO
C. NaHCO
D. Nc t CQ - 10H 2O
①减压②加压③升温④降温
⑤及时从平衡混合气中分离出
NH ⑥补充N 2或H 2 ⑦加
解析：选 G 合成氨反应 N 2(g) + 3H z (g)
咼温、咼压 催化剂
2NH(g) △ H <0的特点为：正
B.②⑤⑥
C.②⑥
解析：选B。变化过程为：NaOl—Na>CO- xH —> Na^CO。
8. 下列关于工业合成氨生产的叙述中，正确的是（）
①使氮气与氢气的体积比大大超过 1 : 3,提高原料气的利用率
②将反应混合物中的氮气和氢气分离出来，循环到合成塔，提高原料气的利用率
③将反应混合物进行分馏，从中分离出氨
④将反应混合物用冷水进行冷却，从中分离出氨
A.①②
B.③④
C.①③
D.②④
解析：选D。合成氨的原料气氮气和氢气的制备，都是高成本的，在实际配料中使V（N2）: V（H2）=1 : 3,化学反应中氮气和氢气的转化率相等，原料气的使用效益才最好。氨易液化，氮气
和氢气都很难液化，将合成氨的反应混合物采用冷水冷却这样的简单方法就能使氨变成液体
而与氮气、氢气分离开来，不需要使用分馏这样复杂的方法。
9. 在一定温度和压强下，合成氨反应达到平衡后，下列操作不会影响到氨的产率的是（）
A. 恒温恒压下充入氨气
B. 恒温恒容时充入氮气
C. 恒温恒容时充入氦气
D. 恒温恒压时充入氦气
解析：选G只要平衡不发生移动，就不会导致氨的产率发生变化，选项A增加了生成物的浓
度，平衡逆向移动；选项B中增大了反应物浓度，平衡正向移动；选项C中各反应物、生成
物的浓度均没有变，平衡不移动；选项D中恒温恒压时充入氦气，体积变大，平衡逆向移动。
10. 下列有关Na2CO和NaHCO生质比较中，不正确的是（）
A. 热稳定性：N@CO>NaHCO
B. 常温时，在水溶液中的溶解度：N s t CO>NaHCO
C. 与稀盐酸反应快慢：NaCO>NaHCO
D. 物质的量相同时，消耗盐酸：Ne t CO>NaHCO
解析：选Co Na2CQ与盐酸反应分两步进行，比NaHC3慢。
11. 对于反应2SQ+ Q2 上巳2SQ，下列判断正确的是（）
500 C
A. 2体积SQ和足量02反应，必定生成2体积SQ
B. 其他条件不变，增大压强，平衡必定向左移动
C. 平衡时，SQ的消耗速率必定等于Q生成速率的两倍
D.平衡时，SQ浓度必定等于Q浓度的两倍
解析：选G因为反应是可逆的，所以2体积SQ和足量Q反应，生成的SQ3必定小于2体积。因为不知道在化学反应的初始状态SQ浓度是否等于Q2浓度的两倍，所以在化学平衡时也不知
道SQ浓度是否等于Q浓度的两倍。
12. 下列废物处理方法中正确的是( )
A. 化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收
B. 化学实验中产生的二氧化氮废气可用水直接吸收
C. 用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料
D. 用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂
解析：选 0二氧化硫在浓硫酸中的溶解度非常小。二氧化氮与水反应：3NQ+ HD===2HN e NQ还会放出有毒气体NQ黄铁矿本来就是无机矿物质，又经过高温煅烧后，废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅、氧化铝等，从中提取燃料是不现实的。硫酸生产厂的废气中含有少量二氧化硫气体，二氧化硫可用作漂白剂。
13. 以下有关接触法制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，气体在进接触室前要先净化
C. 接触室中热交换器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SQ从下而上，水从上而下喷，剩余气体从上部出来循环利用
解析：选D。为防止形成酸雾及加快吸收速率，三氧化硫是被浓硫酸吸收的，而不是被水吸收。14. 构建和谐社会的内容之一是人类与环境的和谐发展，而“绿色化学”的内容是指从技术经
济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用，下列化学反应不符合“绿色化学” 概念的是( )
A. 消除硫酸厂尾气中的SQ:
SQ2＋2NH3＋H2Q===(NH4) 2SQ3
B. 消除硝酸工业尾气的氮氧化物的污染：
NQ＋NQ2＋2NaQH===2NaN2＋QH2Q
C. 制CuSQ: Cu+ 2H2SC4(浓)=A==CuSQ+ SQ f + 2HzQ
△
D. 制CuSQ: 2Cu+ Q+ 2H2SQ====2C U SQ+ 2H2Q
解析：选G选项中给出的4个反应均符合化学反应规律，从技术上、原理上均是可行的，但
C 项会产生污染环境的 SQ 气体，不符合“绿色化学”的主旨。
15. 某纯碱厂技术科的人员对该厂纯碱样品的质量进行检验。其中能够说明纯碱样品中可能含
有杂质(NaHCQ)的实验是(
)
① 样品溶于水，并加入足量的澄清石灰水，变浑浊； ② 样品溶于水，并加入足量的
BaCl 2溶液，变浑浊；
③ 样品在硬质试管中加强热，排出的气体通入澄清石灰水，变浑浊； ④ 向样品中滴加稀盐酸，排出的气体通入澄清石灰水，变浑浊。
A.①②③
B.①③④
C.①②④
D.只有③
解析：选 0依据纯碱(Na z CQ)与NaHCQ 的性质不同进行区别， N Q CQ 、NaHCQ 都能与Ca(QH 》
反应产生沉淀，即
NaaCQ + Ca(QH )2===CaCa + 2NaQH 2NaHCO Ca(QH )2===CaCU + 2fO +
N&CQ; NazCQ 、NaHC?能与盐酸反应放出气体，
即 N&CQ + 2HCI===2NaCI + H 2Q + CQ f, NaHCQ
+ HCI===NaCI + HQ + CQ f ，所以①、④不能说明样品中是否含有 NaHCQ 由于 BaCb +
NazCQ===BaCa + 2NaCI ，而NaHCQ 不能与BaCL 反应，所以②中浑浊现象只能说明
NaCQ —
定存在，不能确定是否有 NaHCQ 而2NaHC6=====NaaCO + HQf + CQ f, Na>CO 受热不分解， 所以③中现象一定能说明有 NaHCQ 存在。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16. (12分)以天然气、焦炭、水、空气为初始原料，可以制得若干化工产品：
请回答下列问题:
(1) __________________________________________________ 合成氨中原料气体 N 2来源于空气，可采用将空气 _____________________________________________________________ 和 __________ 两种方法，H 可采用
上述反应①，其化学方程式为 ____________________________________________
的原因是 ___________________________ ;及时分离NH 3的方法是 ___________________________ ⑶制取 NH 4NQ 时，NH 的用途有两种，制HNQ 的量大于与 HNQ 反应的量的原因
(4) 发生反应⑤的化学方程式为 ________________________________________________________ (5) 发生反应③生成
C 8H 8的化学方程式为 ____________________________ 。
⑵对于合成氨N2+ 3H2
咼温、咼压 催化剂
2NH △ Hv 0,其中N 2与H 体积比高于1 ：3
解析：(1)由空气中获得N 2,去掉02,可采用深冷分离空气或氧燃烧法。 制取H 的反应①为CH 4
(2)
由于原料气H 2制取比N 2成本高，为了使
H 2的转化率提高，可提高
加入体积比高于1 : 3;及时分离 NH ,使化学平衡向右进行，可以使
⑶由于NH 转化为HNO 的过程中发生了反应：3NQ + HbO===2HN 39 NO 及各步反应有损失,
般应为制HNO 时NH 用量较大。
(4)根据反应条件信息及元素守恒，反应⑤应为:
一定条件
CO + 2NH== ====CQ(Nh 2) 2+ HzQ 。
(5)根据反应条件信息及元素守恒，反应③应为： Co
8C3 17H 2=== =====CH + 8HzOo
443 K ?473 K
答案：(1)深冷分离 氧燃烧 催化剂
CH + 2fO== =二 ===CQ + 4H
咼温
(2) 制H 的成本高于制Nb ,为了提高Hb 的转化率，可以提高 N 2的加入量 冷却使NH 液化
⑶由于NH 转化为HNO 的过程中，发生3NO + H 2O===2HNO- NO 及各步反应有损失，用于制HNO
的NH 量应较大
一定条件
(4) CO 2+ 2NH= ====CO(Nh) 2+ HkO
Co
(5) 8CO + 17H 2= 443 K 473 K
====>Hw + 8HO
443 K ?473 K
17.
(10
分)工业上以黄铁矿为原料制 H 2SQ 所产生的尾气中除了含有 N 2、Q 外，还有SO 、微量 的SO 3和酸雾，为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的 SO
转化为有用的副产品，请按要求回答下列问题：
(1) 将尾气通入氨水中能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的方程式：
(2)
在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中， 按一定比例加入氨
水或 NH 4HCO,此时溶液的温 度会降低，并析出晶体。
① 导致溶液温度降低的原因可能是 ________________________________________________________ 。
+ 29讐剂
===CQ + 4H?o
N 的加入量，故 N 2与H NH 冷却液化分离。
②析出的晶体可用于造纸工业，也可用于照相用显影液的生产。已知该晶体结晶水合物的相
对分子质量为134o则其化学式为___________________________ 。
解析：(1)SO2通入NH ? H2O可能发生：
SQ+ HO HzSO
SO+ 2NH ? HQ===(NH)2SQ+ HQ
SQ+ NH ? HQ===N4H SQ
由于HzSQ、(NHO2SQ、NHHSQ中硫元素均为+ 4价，能被空气中的氧气氧化，可能发生：2H2SQ + Q===2HSQ, 2(NH4)2SQ+ Q2===2(NH) 2SQ, 2NHHSQ+ Q===2NHHSQ等氧化还原反应。
⑵尾气与氨水反应所得溶液中，其成分可能含有HSQ、HSQ、(NH4)2SQ、(NH4)2SQ、NHHSQ、
NHHSQ等成分，但含量较多的为NHHSQ,所以再加入氨水或NHHCQ,它们能够发生反应而生
成(NH4)2SQ,且由于反应吸热，致使溶液的温度降低，使(NH4)2SQ晶体析出。
答案：(1)2H 2SQ+ Q2===2HSQ
2(NH4)2SQ + Q===2(NH) 2SQ
2NHHSQ+ Q===2NHHSQ(任填两个)
(2)①反应吸热②(NH4) 2SQ ? H2Q
18. (13分)工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：
(1) 路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为 _______________________________________ ;
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为 _________________________________________________________ (已知产物之一为CaS);
(2) 氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。
①图中的中间产物C是_______________ , D是___________________________________________
(写化学式)；
②装置乙中发生反应的化学方程式为 _______________________________________________________ ;
(3) 联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_________________________________________________ ;
(4) 有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？
解析：⑴ ①食盐和浓硫酸反应可制取挥发性HCI: NaCl + HSQ4(浓)=====NaHS研HCI f、NaCl + NaHS<4=====NazSQ + HCI f 或2NaCI+ H>SO(浓)=====N Q SQ+ 2HCI f。② Na z SQ、CaCO和C在高温下反应，其中一种产物为CaS说明该反应为氧化还原反应，反应的产物中应有CQ气体：Na^SQ+ CaC(3^ 4C====CaS+ Na^CQ+ 4CQT。
⑵由工艺流程图可知，NHCI应与Ca(QH)2反应生成CaCl2并产生NH, NH通入NaCI溶液中，
D为NH。乙中发生反应为NH+ CQ+ NaCI+ HQ===NaHGQ + NHCI。
(3) 联合制碱法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96%；NH4CI 可作氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CQ转化成CQ,革除了CaCQ制CQ这一工序。(4) 不可行,由溶解度(S) 随温度变化曲线可知, NaHCQ3 的溶解度较小且受温度的影响不大；
KHCQ的溶解度较大且受温度的影响较大，并且KHCQ的溶解度与NHCI相差不大，故不能用氨
碱法制碳酸钾。
答案：⑴①NaCI+ H2SC4(浓)=====NaHS(4+ HCI f、NaCI+ NaHSQ===NazSQ+ HCI f[或2NaCI
+ H2SQ(浓)=====NaaSQ+ 2HCI f]
② NazSQ+ CaCQ+ 4C====CaS+ N Q CQ+ 4CQT
⑵①Ca(QH)2 NH
② NH+ CQ+ NaCI + HQ>===NaHGQ+ NHCI
(3) (4) 见解析
19. (12分)某研究小组进行与NH有关的系列实验。
⑴从下图中挑选所需的仪器，画出制取干燥NH的装置简图(添加必须的塞子、玻璃导管、胶
皮管,固定装置和尾气处理装置不用画),并标明所用试剂。
(2) 将NH通入溴水中，有N2生成，反应的化学方程式为 _______________________________________________ 。
(3) 为验证：“同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”。该小组同学设计
了如下图所示的装置，图中B管的容积是A管的2倍，活塞冷、&、K3、&、K5均关闭(固定装置和尾气处理装置略；HCI和NH均不溶于石蜡油，也不与之反应；装置气密性好)。
①在A管中充满与大气压强相等的干燥HCI气体，操作是________________________________________ ;
控制活塞&、&,调节C,使B管充满与A管同压的干燥NH。
②缓慢开启活塞K3，A 管中的现象是 _________________ ；
要达到实验目的，当反应完成并恢复到室温时， B 管中预期的现象是 _____________ ；若观察不到预
期现象，主要原因是
解析：本题是以氨气实验室制备和氨气性质为依托的一道实验设计题。题目设计巧妙，富有
创意。(1) 依据题目所给实验仪器图，挑选所需仪器，画出制取干燥NH3 的装置简图，并标明
所用试剂。考查学生的逆向思维能力，即，要求学生根据仪器确定反应原理，题目所给仪器
中，没有酒精灯和大试管，显然不能用铵盐与碱(固体与固体混合物)加热制备NH,到此，考
生应该接着思考的问题是，设计不通过加热而制取NH3 的反应原理，再根据反应原理选择必要
仪器，组装实验装置图。
答案：(1)
(2) 8NH3＋3Br2===N2＋6NH4Br 或2NH3＋3Br2===N2＋6HBr
(3) ①先开K,再开K2，从K2处通入干燥的HCI气体，管口K处有白雾后继续通入一段时间，关闭K2，随即关闭K i
②产生白烟石蜡油充满B管A管中HCI混有空气，未使石蜡油两端液面相平
20. (8 分)硫酸是许多化学工业的原料，其消费量可作为一个国家工业发展水平的一个标志。硫酸工厂厂址的选择是一个复杂的问题，下图是影响化工厂选址的部分因素。又已知硫酸是一种腐蚀性的液体，不便较多储存，需随产随销。另外，硫酸的运输价格也比较贵，据估算，
1 t H 2SQ的运价约为同质量黄铁矿的三倍。
据以上信息，分析下列条件：
条件(1) ：
①A城市郊区有丰富的黄铁矿资源，水源、能源充足，交通方便。
②A城市需要使用硫酸的工业不多，而离它远的B城市却是一个消耗硫酸甚多的工业城市。
③A城市是一个风光秀丽的城市，对环境保护的要求甚高，而且土地价格较贵，土地供应紧张。
条件(2) ：
①C地是重要的农业区，需消耗大量肥料。
②C地有丰富的磷灰石矿藏，水源、能源充足，土地价格较低，土地供应充足，交通方便。
③磷肥是由磷灰石［有效成分是Ca3(PQ)2］与H2SQ作用制得的，制造磷肥需消耗大量硫酸。
④C地无磷肥厂和硫酸厂，在相邻的D地有丰富的黄铁矿资源。
从不同的角度考虑在A、B C D四城市中，你认为应该建设硫酸厂的城市是哪一个？应该建造磷肥厂的城市是哪一个？为什么？解析：对题目所给的条件必须一一对照比较，如题图所列，硫酸厂选择牵涉到的问题。
(1) A 城市虽然接近原料供应地，但需求量不多，对环保的要求高，土地价格贵，如果在该地建污染较严重的硫酸厂，必然会破坏旅游资源，得不偿失。因此不适合建立硫酸厂。
B城市对硫酸的需求量多，且是一个工业城市，可以考虑建立硫酸厂。再运送少量硫酸到A城
市供应生产的需求，这样资源配置比较合理。
(2) C 地有磷灰石矿藏，水源、能源充足，土地价格较低，土地供应充足，交通方便，适合建
立磷肥厂。但制磷肥要消耗大量硫酸；且C地无硫酸厂和磷肥厂，而邻近的D地有丰富的黄铁矿资源，暗示可以通过运送黄铁矿的方法在C地建硫酸厂是可行的。因此在C地建大型的磷肥厂，并配套建大型的硫酸厂是正确的。
答案：B城市和C城市应该建硫酸厂；C城市应该建磷肥厂。原因见解析。