第一单元走进化学工业知识点题库

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃ ，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：

NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；

2NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

回答下列问题：

（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是（填字母标号）．

a．碳酸氢钠难溶于水

b．碳酸氢钠受热易分解

c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出

（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．

（Ⅰ）一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：

①乙装置中的试剂是．②丁装置的作用是．

（Ⅱ）另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．

①实验时，须先从a管通入气体（填气体分子式），再从b管通入气体（填气体分子式）．

②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是．

（3）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量：称取1.840g小苏打样品（含少量NaCl），配制成250mL溶液，取出25.00mL用0.1000mol•L^﹣¹盐酸滴定，消耗盐酸21.50mL．

①实验中所需要的定量仪器除滴定管外，还有．②样品中NaHCO₃质量分数为．

（4）将一定质量小苏打样品（只考虑含少量NaCl）溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量．若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果．（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）

贵州开磷（集团）有限责任公司按照循环经济的发展理念，将工业合成氨与制备甲醇进行联合生产，现已具备年产60万吨合成氨、38万吨甲醇的生产能力．其生产流程如图1：

请回答下列问题：

（1）工业生产时，水蒸气可与煤粉反应制备H₂ ，反应的化学方程式为　；

（2）工业制取氢气的另一个反应为：CO+H₂O（g）⇌CO₂+H₂ ．在T℃时，往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气，反应达平衡后，体系中c（H₂）═0.12mol•L^﹣¹ ．该温度下此反应的平衡常数K= （填计算结果）；

（3）若在恒温恒容的容器内进行反应CO（g）+2H₂ （g）⇌C H₃OH（g），在密闭容器中开始只加入CO、H₂ ，反应10min后测得各组分的浓度如下：

物质	H₂	CO	C H₃OH
浓度/（mol•L^﹣¹）	0.20	o.10	o.40

①该时间段内反应速率v（H₂）= ；

②该反应达到平衡状态的标志是（填字母序号）；

A．有1个H﹣H键生成的同时有3个C﹣H键生成

B．CO的百分含量保持不变

C．容器中混合气体的压强不变化

D．容器中混合气体的密度不变化

（4）已知在常温常压下：

①2C H₃OH（l）+3O₂ （g）⇌2CO₂ （g）+4H₂ O（g）△H₁=﹣1275.6kJ/mol

②2C O（l）+O₂ （g）⇌2CO₂ （g）△H₂=﹣566.0kJ/mol

③H₂O （g）⇌H₂ O（l）△H₃=﹣44.0kJ/mol

写出甲醇不完燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式　；

（5）N₂和H₂以铁作催化剂从145℃就开始反应，不同温度下NH₃的产率如图2所示．温度高于900℃时，NH₃产率下降的原因是；生产过程中合成气要进行循环，其目的是．

[选修2--化学与技术]下列单元操作中采用了热交换设计的有（）

A . 电解食盐水制烧碱 B . 合成氨中的催化合成 C . 硫酸生产中的催化氧化 D . 氨碱法中的氨盐水碳酸化

根据下图所给信息，得出的结论正确的是（）

A . 碳的燃烧热为b kJ/mol B . 2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=﹣2（b﹣a） kJ/mol C . 2CO₂（s）═2CO（g）+O₂（g）△H=+a kJ/mol D . C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H＜﹣b kJ/mol

下列叙述中正确的是（）

A . 在稀溶液中，1mol酸和1mol碱完全反应所放出的热量叫做中和热 B . 化学键的变化必然会引起能量变化，所以，能量变化也一定会引起化学变化 C . 热化学方程式中，各物质前的化学计量数不表示分子个数 D . 如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，则发生的反应是放热反应

在H₂与Cl₂生成HCl的反应中，已知断裂1mol氢氢键吸收的能量为akJ，断裂1mol氯氯键吸收的能量为bkJ，形成1mol氢氯键放出的能量为ckJ，则生成1molHCl放出的能量为（）

A . （c﹣a﹣b）kJ B . （a+b﹣c）kJ C . （2c﹣a﹣b）kJ D . $\text{[math]}$ kJ

我国的“神舟”系列宇宙飞船不仅在太空首次实现手动交会对接，还实现宇航员在“天宫一号”内的实验操作．“神舟”系列火箭用偏二甲肼（C₂H₈N₂）作燃料，四氧化二氮做氧化剂，生成水、氮气和二氧化碳．

①写出反应的化学方程式；

②该反应是反应（填“放热”或“吸热”），反应物的总能量生成物的总能量（填“大于”“小于”或“等于”）

甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生资源，具有开发和应用的广阔前景．

（1）已知：
CH₃OH（g）=HCHO（g）+H₂（g）△H=+84kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=﹣484kJ/mol
①工业上常以甲醇为原料制取甲醛，请写出CH₃OH（g）与O₂（g）反应生成HCHO（g）和H₂O（g）的热化学方程式：．
②在上述制备甲醛时，常向反应器中通入适当过量的氧气，其目的是．
（2）工业上可用如下方法合成甲醛，化学方程式为CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），已知某些化学键的键能数据如下表：
化学键
C﹣C
C﹣H
H﹣H
C﹣O
C≡O
O﹣H
键能/kJ/mol
348
413
436
358
x
463
请回答下列问题：
①如图中曲线a到曲线b的措施是．
②已知CO中的C与O之间为三键，其键能为xkJ/mol，则x=
（3）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电．
①该电池正极的电极反应式为．
②若以该电池为电源，用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液．
离子
Cu²⁺
H⁺
Cl^﹣
SO₄²^﹣
c/mol/L
0.5
2
2
0.5
电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件下）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶液现象）阳极上收集到氧气的质量为．
（4）电解水蒸气和CO₂产生合成气（H₂+CO），较高温度下（700﹣1000℃），在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压，H₂O和CO₂在氢电极发生还原反应产生O²^﹣ ， O²^﹣穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极，在氧电极发生氧化反应得到纯O₂ ．由右图可知A为直流电源的（填“正极”或“负极”），请写出以H₂O为原料生成H₂的电极反应式：．

工业上常用氨碱法制取碳酸钠，却不能用氨碱法制碳酸钾，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

下列金属中，可用于制造常温下盛放浓硫酸容器的是（）

A . Mg B . Cu C . Ag D . Fe

已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：CH₃CH₂CH₂CH₃(g)+6.5O₂(g)→4CO₂(g)+5H₂O(l)△H=－2878kJ·mol^－¹,(CH₃)₂CHCH₃(g)+6.5O₂(g)→4CO₂(g)+5H₂O(l)△H=－2869kJ·mol^－¹ ，下列说法正确的是（）

A . 正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子 B . 正丁烷的稳定性大于异丁烷 C . 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程 D . 异丁烷和正丁烷属于同系物

2019年10月27日，国际清洁能源会议(ICCE2019)在北京开幕，一碳化学成为这次会议的重要议程。甲醇、甲醛(HCHO)等一碳化合物在化工、医药、能源等方面都有广泛的应用。

（1）甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态)，反应生成1mol HCHO过程中能量变化如图：

已知：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H=-49.5kJ/mol

则反应CO₂(g)+2H₂(g)=HCHO(g)+H₂O(g) ∆H=kJ/mol
（2）氧化剂可处理甲醛污染，结合图象分析春季(水温约为15℃)应急处理被甲醛污染的水源应选择的试剂为(填化学式)。
（3）纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g) ∆H=akJ/mol
①按 $\text{[math]}$ =2投料比将H₂与CO充入VL恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则a (填“＞”或“＜”)0；压强p₁、p₂、p₃由小到大的关系是。

②在温度为T₁℃，向某恒容密闭容器中充入H₂和CO发生上述反应，起始时c(H₂)=c(CO)=2.0mol/L。达到平衡时，CO的转化率为图中的M点对应的转化率，则在该温度下，对应的N点的平衡常数为(保留3位有效数字)。

（4）工业上利用CH₄(混有CO和H₂)与水蒸气在一定条件下制取H₂ ，该反应的逆反应速率表达式为v_逆=k•c(CO)•c³(H₂)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：

CO浓度(mol/L)	H₂浓度(mol/L)	逆反应速率(mol·L^-¹·min^-¹)
0.1	c₁	8.0
c₂	c₁	16.0
c₂	0.15	6.75

由上述数据可得该温度下，c₂=，该反应的逆反应速率常数k=L³∙mol^-³∙min^-^l。

（5）用甲醇可以制备甲胺(CH₃NH₂)，甲胺在水中的电离方程式与氨相似。25℃时，甲胺的电离常数K_a=9.25×10^-⁷。该温度下，反应CH₃NH₂+H⁺ $\text{[math]}$ CH₃NH₃⁺的平衡常数K= (填数值)。

未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或者污染很小，且可以再生下列能源符合未来新能源标准的是( )

①天然气 ②煤 ③石油 ④太阳能 ⑤生物质能 ⑥风能 ⑦氢能

A . ①②④⑤ B . ④⑤⑥⑦ C . ③④⑤⑥⑦ D . ③④⑤⑥⑦

（1）实验室中的Na₂SiO₃溶液长期放置，瓶底会出现白色沉淀，则形成沉淀的离子方程式是。取瓶中的上层清液加入稀盐酸，观察到既有气泡产生又有沉淀生成，其离子方程式分别为，。
（2）硫有一些特殊的化学性质，从而决定了在生活中特殊的用途。例如硫单质易与不活泼金属汞、银化合，在家庭、医务室等场所不小心有水银温度计打碎而有汞撒落的时候，可用硫粉处理。
①请写出硫粉与汞的反应方程式。

②某次实验后试管内壁上粘附有一些硫晶体，除去的方法是。
（3）将浓H₂SO₄表现的性质填入横线内。
A．酸性 B．强氧化性 C．脱水性 D．吸水性

①用磷矿粉[主要成分Ca₃(PO₄)₂]和硫酸反应制磷酸

②热的浓硫酸与铜片反应

③浓H₂SO₄不能干燥NH₃、H₂S、HI等气体

④浓H₂SO₄能吸收H₂或SO₂气体中的水分

⑤浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑

下列关于科学家及其提出学说与贡献的叙述错误的是（）

A . 1869年，俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表 B . 我国化学家侯德榜制碱法的最终产物是纯碱(Na₂CO₃) C . 舍勒发现了氯气，并将这种气体的组成元素命名为chlorine D . 卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型

铋基催化剂对 CO₂ 电化学还原制取 HCOOH 具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图：

下列说法错误的是（）

A . 使用 Bi 催化剂更有利于 CO₂ 的吸附 B . 使用不同铋基催化剂，最大能垒(活化能)不相等 C . CO₂ 电化学还原制取 HCOOH 的反应∆H<0 D . *CO $\text{[math]}$ 生成*HCOO^－的反应为：*CO $\text{[math]}$ +HCO $\text{[math]}$ +e^－=*CO $\text{[math]}$ +*HCOO^－

下列反应达到化学衡后，升温或减压都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（）

A . H₂S(g) $\text{[math]}$ H₂(g)+S(s) ΔH>0 B . 2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g) ΔH<0 C . C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g) ΔH>0 D . H₂(g)+Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2HCl(g) ΔH<0

CO、CO₂加氢有利于缓解化石能源消耗，实现“碳中和”.该体系主要涉及以下反应：

反应I：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH₁<0

反应II：2CO(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₅OH(g)+H₂O(g) ΔH₂<0

反应III：2CO₂(g)+6H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₅OH(g)+3H₂O(g) ΔH₃<0

反应IV：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₄<0

反应V：2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ C₂H₅OH(g)+H₂O(g) ΔH₅

回答下列问题：

（1）上述反应中，ΔH₅=(写出一个代数式即可)。
（2）密闭容器中，上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列描述正确的有____(填标号)。

A . 加入催化剂，可提高CO₂的平衡转化率 B . 降低温度，反应Ⅱ的正反应速率增大，逆反应速率减小 C . 增大CO的浓度，反应Ⅲ、IV的平衡均向左移动 D . 恒温恒容充入氩气，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡不移动
（3）恒容下，n(CO)=n(CO₂)=1mol，并按照不同氢碳比[ $\text{[math]}$ ]投料，发生上述反应。图甲表示不同氢碳比时，[CO+CO₂]的总平衡转化率随温度变化的关系；图乙表示氢碳比=3时，平衡后体系中C₂H₅OH、CH₃OH的选择性随温度变化的关系。
已知：CH₃OH的选择性= $\text{[math]}$ ×100%；C₂H₅OH的选择性= $\text{[math]}$ ×100%
①图甲中x3(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是。
②Q点对应的体系中n(CH₃OH)=mol；此时，H₂转化了4mol，则反应2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ C₂H₅OH(g)+H₂O(g)的平衡常数K_p=(K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字)。
（4）常温常压下，以Ag为催化剂，在酸性水溶液中将CO₂电催化还原为CO的反应历程如图所示：
①据图，CO和CO₂相比，(填化学式)更稳定。
②吸附在催化剂表面上的物种用*标注，图中第一步反应为CO₂+e^-+H⁺=*COOH，则第二步反应为。

化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 过程中的能量变化：

下列说法中正确的是（）

A . 1mol $\text{[math]}$ 与1mol $\text{[math]}$ 反应放出的能量为180kJ B . NO、 $\text{[math]}$ 都不属于大气污染物 C . 1mol $\text{[math]}$ 和1mol $\text{[math]}$ 具有的总能量小于2mol $\text{[math]}$ 具有的总能量 D . NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

常温常压下，在催化剂的作用下合成2-甲基丙酸甲酯的转化关系如图所示，计算机模拟单个分子在催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法错误的是（）

A . 总反应的热化学方程式为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ B . 第一步反应决定了总反应的化学反应速率 C .

是反应的催化剂 D . $\text{[math]}$ 的能量比1mol $\text{[math]}$ 、1molCO、1mol $\text{[math]}$ 的总能量低

化学键	C﹣C	C﹣H	H﹣H	C﹣O	C≡O	O﹣H
键能/kJ/mol	348	413	436	358	x	463

离子	Cu²⁺	H⁺	Cl^﹣	SO₄²^﹣
c/mol/L	0.5	2	2	0.5

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