2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 1化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效演練（選修2）1.氨是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很多重要應(yīng)用。.工業(yè)合成氨的流程示意圖如下：回答下列問題：(1)設(shè)備A中含有電加熱器、觸媒和熱交換器，設(shè)備A的名稱是_，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_，原料氫氣的來源是水和碳?xì)浠衔?，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：_、_。(2)設(shè)備B的名稱：_，其中m和n是兩個通水口，入水口是_ (填“m”或“n”)，不宜從相反方向通水的原因是_。(3)設(shè)備C的作用是_。.制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝，氨堿法的工藝如圖所示：(4)圖中的中間產(chǎn)物C是_，D是_(寫化學(xué)式)。(5)碳酸化塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(6)聯(lián)合制堿法對氨堿法進(jìn)行了改進(jìn)，更加符合綠色化學(xué)的重要原則，提高了反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)，列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式：原子利用率(%)_?！窘馕觥?1)合成氨氣在(氨)合成塔中進(jìn)行，煤和天然氣在高溫下都能與水反應(yīng)生成氫氣。(2)設(shè)備B是冷卻塔，冷卻水一般下進(jìn)上出，逆流冷卻效果較好。(3)設(shè)備C是分離器，及時(shí)將氨分離出去，有利于合成氨反應(yīng)正向進(jìn)行。(4)(5)根據(jù)圖示，石灰窯生成的A為氧化鈣，與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，所以圖中的中間產(chǎn)物C是氫氧化鈣，碳酸化塔中產(chǎn)物為碳酸氫鈉和氯化銨，反應(yīng)物為氨氣、氯化鈉和二氧化碳，所以D為氨氣。答案：(1)(氨)合成塔N2+3H22NH3C+H2OCO+H2CH4+H2OCO+3H2(2)冷卻塔(或冷凝器)n高溫氣體由冷卻塔上端進(jìn)入，冷卻水從下端進(jìn)入，逆向冷卻效果好(3)將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離(4)Ca(OH)2NH3(5)NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl(6)100%100%【易錯提醒】(1)“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”原理相同，所不同的是原料的來源不完全相同，副產(chǎn)品不同。(2)在生產(chǎn)過程中，CO2均可以循環(huán)利用。(3)純堿工業(yè)中在向食鹽水中通入氣體時(shí)先通入氨氣是為了增大二氧化碳的溶解度。2.(xx安陽模擬)硝酸大量用于制造無機(jī)肥料，如硝酸銨、硝酸鈣、硝酸磷肥，還廣泛用于其他工業(yè)生產(chǎn)。硝酸工業(yè)生產(chǎn)流程圖如下圖所示：(1)第一步是氨的接觸氧化，在一定溫度下以鉑銠網(wǎng)作為催化劑，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)在吸收塔中用水循環(huán)吸收NO2得到硝酸，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_，該過程是放熱的，為了使吸收效果更好，在吸收過程中需要控制在_條件下。(3)尾氣中含有氮的氧化物，直接排放到空氣中會危害環(huán)境，寫出一項(xiàng)氮的氧化物可能引起的環(huán)境問題_。工業(yè)上常用純堿溶液吸收NO2，生成亞硝酸鹽、硝酸鹽和其他物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_?！窘馕觥糠磻?yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO是氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，低溫高壓使吸收效果更好。氮的氧化物會形成酸雨、光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層等環(huán)境問題。答案：(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)3NO2+H2O2HNO3+NO低溫高壓(3)光化學(xué)煙霧(酸雨、破壞臭氧層等合理答案即可)2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO23.(xx赤峰模擬)某硫酸廠以含有SO2的尾氣、氨水等為原料，合成有重要應(yīng)用價(jià)值的硫化鈣、硫酸鉀、亞硫酸銨等物質(zhì)。合成路線如下：(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)下列有關(guān)說法正確的是_(填字母)。A.反應(yīng)中需鼓入足量空氣，以保證二氧化硫充分氧化生成硫酸鈣B.反應(yīng)和反應(yīng)的基本反應(yīng)類型相同C.反應(yīng)需控制在6070，目的之一是減少碳酸氫銨的分解D.反應(yīng)中的副產(chǎn)物氯化銨可用作氮肥(3)(NH4)2SO3可用于電廠等煙道氣中脫氮，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，同時(shí)生成一種氮肥，形成共生系統(tǒng)。寫出二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)很多硫酸廠為回收利用SO2，直接用氨水吸收法處理尾氣。用15.0 mL 2.0 molL-1氨水吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下448 mL SO2，吸收液中的溶質(zhì)為_。某同學(xué)用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗KMnO4溶液25.00 mL，則酸性KMnO4溶液中，c(KMnO4)_。(5)氨氣用途廣泛，可以直接用于燃料電池，下圖是用氨水作燃料的燃料電池的工作原理。氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇_(填“酸性”“堿性”或“中性”)溶液，氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，負(fù)極的電極反應(yīng)式是_?！窘馕觥?1)反應(yīng)中硫酸鈣和焦炭在高溫下反應(yīng)生成硫化鈣和一氧化碳，化學(xué)方程式為CaSO4+4CCaS+4CO。(2)A.過量的空氣把亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，故正確；B.反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO4+4CCaS+4CO，不屬于四種基本反應(yīng)類型，反應(yīng)是化合反應(yīng)，錯誤；C.防止碳酸氫銨在溫度過高時(shí)分解得不到需要的目標(biāo)產(chǎn)物，正確；D.氯化銨含氮元素，是一種氮肥，正確。(3)二氧化氮與亞硫酸銨反應(yīng)，二氧化氮具有強(qiáng)氧化性，能氧化亞硫酸銨，反應(yīng)生成硫酸銨，本身被還原為氮?dú)猓稍邮睾憧芍瘜W(xué)方程式為4(NH4)2SO3+2NO24(NH4)2SO4+N2。(4)15.0 mL 2.0 molL-1氨水的物質(zhì)的量為0.03 mol，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下448 mL SO2，SO2的物質(zhì)的量為0.02 mol，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NH3H2O+2SO2(NH4)2SO3+NH4HSO3+H2O。根據(jù)上面的化學(xué)方程式知所得溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物質(zhì)的量之和為0.02 mol，與KMnO4轉(zhuǎn)移電子相等：0.02 mol20.025 Lc(KMnO4)5，解得c(KMnO4)0.32 molL-1。(5)氨氣燃料電池的電解質(zhì)溶液最好選擇堿性溶液，氨氣燃料電池的反應(yīng)是氨氣與氧氣生成一種常見的無毒氣體和水，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH3+3O22N2+6H2O，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。答案：(1)CaSO4+4CCaS+4CO(2)A、C、D(3)4(NH4)2SO3+2NO24(NH4)2SO4+ N2(4)(NH4)2SO3、NH4HSO30.32 molL-1(5)堿性4NH3+3O22N2+6H2O2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O【加固訓(xùn)練】某工廠以天然氣、水蒸氣和空氣為原料和能源合成氨的流程如圖。該流程中外熱式一級烴氣轉(zhuǎn)化器是指以CH4為燃料在烴氣轉(zhuǎn)化器外面加熱使之維持800高溫的工業(yè)裝置。內(nèi)熱式二級烴氣轉(zhuǎn)化器是指以H2在裝置內(nèi)燃燒為能量維持一級烴氣轉(zhuǎn)化器所生成的CO與H2O(g)反應(yīng)生成CO2和H2所需1 000高溫的裝置。在編號為iv的反應(yīng)器中發(fā)生如下反應(yīng)：A.CH4+2O2CO2+2H2OB.CH4+H2O(g)CO+3H2C.2CH4+3H2O(g)CO+CO2+7H2D.K2CO3+CO2+H2O2KHCO3E.CO+H2O(g)CO2+H2H<0F.2H2+O22H2O(1)反應(yīng)A發(fā)生在編號為_的反應(yīng)器中，它的作用是_。(2)反應(yīng)F發(fā)生在編號為_的反應(yīng)器中。(3)反應(yīng)D的作用是_。(4)屬于制備合成氨原料氣的反應(yīng)有_(填化學(xué)方程式編號)。(5)為什么轉(zhuǎn)化反應(yīng)要分兩步第一步在400時(shí)進(jìn)行，第二步在200時(shí)進(jìn)行？_?！窘馕觥?1)甲烷在裝置中燃燒放出熱量，為反應(yīng)B、C提供熱量。(2)氫氣在中燃燒為CO與H2O(g)反應(yīng)生成CO2和H2，提供1 000高溫。(3)利用碳酸鉀溶液吸收混合氣體中的二氧化碳。(4)B、C、E三個反應(yīng)中生成的氫氣為合成氨的原料。(5)E反應(yīng)是一個放熱的反應(yīng)，從反應(yīng)限度角度考慮：因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故在200時(shí)有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率；從速率角度考慮：400時(shí)能加快反應(yīng)E的速率，縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間，所以轉(zhuǎn)化反應(yīng)要分兩步，第一步在400時(shí)進(jìn)行，第二步在200時(shí)進(jìn)行。答案：(1)該反應(yīng)放出的熱量使得反應(yīng)B、C在800下進(jìn)行(2)(3)除去混合氣體中的CO2(4)B、C、E(5)400時(shí)能加快反應(yīng)E的速率，縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間；又因該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故在200時(shí)有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率【方法規(guī)律】常見的工業(yè)生產(chǎn)流程的主線和核心規(guī)律：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、三廢處理及能量的綜合利用等。4.(xx武漢模擬)硫黃可用于生產(chǎn)化工原料硫酸。某工廠用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸。請回答下列問題：(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_。(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_。b管排出的尾氣的處理方法是_。(3)與使用黃鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)是_。A.耗氧量減少B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C.產(chǎn)生的廢渣減少D.不需要使用催化劑(4)硫酸的用途非常廣，可應(yīng)用于下列哪些方面_。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(5)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，請寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_?！窘馕觥?1)接觸室中進(jìn)行的反應(yīng)為SO2的催化氧化，為放熱反應(yīng)，使用熱交換器可以充分利用反應(yīng)放出的熱量，對原料氣進(jìn)行預(yù)熱。吸收塔中填充瓷管的作用是增加接觸面積。(2)S+O2SO2其中S為1 mol，則經(jīng)流量計(jì)1通入的氧氣為1.5 mol。2SO2+O22SO32 1 21 mol 0.5 mol經(jīng)流量計(jì)2通入的氧氣為0.5 mol2.51.25 mol，則1.2；硫酸工業(yè)中，尾氣SO2用氨水吸收，再用硫酸處理：SO2+2NH3H2O(NH4)2SO3，(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2+H2O，生成的(NH4)2SO4可作肥料。(3)黃鐵礦的含硫成分為FeS2，硫元素氧化生成SO2的同時(shí)，鐵元素也被氧化生成Fe2O3(廢渣)，與硫黃直接燃燒相比，耗氧量增加，產(chǎn)生的廢渣也增加。(4)橡膠的硫化是采用硫黃；合成烷基苯磺酸鈉需要先合成苯磺酸，而苯磺酸是通過苯與濃硫酸的磺化反應(yīng)生成；鉛蓄電池用硫酸作為電解液；過磷酸鈣通過磷酸鈣與硫酸反應(yīng)得到。(5)CaCO3CaO+CO2；2SO2+2CaO+O22CaSO4。答案：(1)熱交換器增加SO3與濃硫酸的接觸面積，利于SO3的吸收(2)1.21(或65)用氨水吸收(3)A、C(4)B、C、D(5)CaCO3CaO+CO2，2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)