课题1 化工生产过程中的基本问题知识点题库

我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：

填写下列空白：

（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是：

（2）上述流程中，工业上分离H₂、CO₂合理的方法是

A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸

B．混合气加压冷却，使CO₂液化

C．混合气用氨水洗涤

D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，

（3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行，目的是；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法：

（4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况

已知：

CH₃CH₂CH₂CH₃（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=﹣2 878kJ/mol

（CH₃）₂CHCH₃（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=﹣2 869kJ/mol

下列说法正确的是（）

A .

正丁烷与异丁烷的能量大小关系如图 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 . 异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多

硅在氧气中完全燃烧的化学方程式为：Si+O₂ $\text{[math]}$ SiO₂ ， 1molSi完全燃烧生成SiO₂放出992kJ的热量．已知断裂1molSi﹣Si键、1molO=O键和1molSi﹣O键吸收的能量分别为176kJ、496kJ、460kJ．晶体结构知识告诉我们，1molSiO₂中含有4molSi﹣O键，则1molSi中含有Si﹣Si键的物质的量为（）

A . 1mol B . 2mol C . 3mol D . 4mol

CO是合成尿素、甲酸的原料。

（1）在100 kPa和T K下，由稳定单质生成1 mol化合物的焓变称为该物质在T K时的标准摩尔生成焓，用符号ΔH_m⁰表示。已知石墨和CO的标准燃烧热分别为393.5 kJ·mol⁻¹和283.0 kJ·mol⁻¹ ，则CO(g)的ΔH_m⁰=。
（2）
合成尿素的反应：2NH₃(g) + CO(g) == CO(NH₂)₂(g) + H₂(g) ΔH =−81.0 kJ·mol⁻¹。
①T ℃时，在体积为2 L的恒容密闭容器中，将2 molNH₃和1 mol CO混合发生反应，5 min时，NH₃的转化率为80%。则0～5 min内的平均反应速率为v(CO)=。
②已知：
温度/K
398
498
…
平衡常数(K)
126.5
K₁
…
则：K₁126.5(填“＞”或“＜”)；其判断理由是。
③若保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3 mol的NH₃和CO以不同的氨碳比进行反应，结果如图所示：
若图中c表示平衡体系中尿素的体积分数，则a表示的转化率。
当 $\text{[math]}$ =时，尿素含量最大；此时，对于该反应既能增大正反应速率又能使平衡正向移动的措施是(写一种)。
（3）通过人工光合作用可将CO转化成HCOOH。
①已知常温下，浓度均为0.1 mol·L⁻¹的HCOOH和HCOONa混合溶液pH =3.7，则HCOOH的电离常数K_a的值为(已知lg2=0.3)。
②用电化学可消除HCOOH对水质造成的污染，其原理是电解CoSO₄、稀硫酸和HCOOH混合溶液，用电解产生的Co³⁺将HCOOH氧化成CO₂。
Co³⁺氧化HCOOH的离子方程式为；
忽略体积变化，电解前后Co²⁺的浓度将(填“增大”、“减小”或“不变”)。

已知反应：①2H₂O（g）=2H₂（g）+O₂（g）△H₁②Cl₂（g）+H₂（g）=2HCl（g）△H₂

③2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃

则△H₁、△H₂、△H₃间的关系正确的是（　　）

A . △H₁+△H₂=△H₃ B . △H₁﹣△H₂=△H₃ C . △H₁+2△H₂=△H₃ D . △H₁﹣2△H₂=△H₃

化学与社会、生活密切相关,下列说法不正确的是（）

A . 在食品袋中放入盛有CaO和硫酸亚铁的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质 B . 常温下，浓H₂SO₄与铁、铝不反应，所以铁、铝质容器能盛装浓硫酸 C . 发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔 D . 利用ClO₂对自来水消毒主要是因为ClO₂具有强氧化性

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题,回答下列问题:

（1）我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是 ___________________(填字母)。

A . 煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用 B . 煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠 C . 煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重 D . 通过洁净煤技术，如煤的气化和液化，以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率
（2）乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，则乙醇燃烧的热化学方程式为。
（3）由于C₃H₈(g)＝C₃H₆(g)+H₂(g) ΔH=+b kJ•mol⁻¹(b＞0)的反应中，反应物具有的总能量(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。
（4）关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向错误的是________________

A . 组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二次能源 B . 设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C . 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量 D . 寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
（5）已知下列两个热化学方程式：
A、2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(l) △H＝-571.6 kJ•mol^-1

B、C₃H₈(g)+5O₂(g) =3CO₂(g)+4 H₂O(l) △H＝-2 220 kJ•mol^-1 ，其中，能表示燃烧热的热化学方程式为（A或B），其燃烧热为。

如图所示，ΔH₁＝－393.5kJ·mol^－1 ， ΔH₂＝－395.4kJ·mol^－1 ，

下列说法或表示式正确的是（）

A . 石墨和金刚石的转化是物理变化 B . C(s、石墨)=C(s、金刚石)ΔH ＝＋1.9kJ·mol^－1 C . 金刚石的稳定性强于石墨 D . 断裂1mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量少

下列说法错误的是（）

A . 人类在远古时代就通过燃烧植物的方式开始利用生物质能 B . 氢能是理想的绿色能源，但人们只能将氢气的化学能转化为热能 C . 煤中含有硫元素，大量的直接燃烧煤会引起酸雨等环境问题 D . 太阳能以光和热的形式传送到地面，人们可以直接利用这些光和热

下列叙述正确的是( )

A . 浓盐酸和浓硝酸均应保存在棕色试剂瓶中 B . 稀释浓硫酸时一定将水沿器壁缓缓注入浓硫酸中并不断搅拌 C . 用CO₂气体和NaOH溶液可以完成喷泉实验 D . 金属钠着火时，可以用泡沫灭火器来灭火

利用CO和H₂在催化剂的作用下合成甲醇，反应如下：CO（g）+2H₂（g） $\text{[math]}$ CH₃OH（g），在2L密闭容器中充入物质的量之比为1：2的CO和H₂ ，在催化剂作用下充分反应，测得平衡混合物中CH₃OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示，下列说法正确的是（）

图片_x0020_1350546802

A . 该反应的△H＜0，且p₁＜p₂＜p₃ B . 在C点时，H₂转化率为75% C . 反应速率：ν逆（状态A）＞ν逆（状态B） D . 在恒温恒压条件下，向该密闭容器中再充入1molCH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数增大

已知：2CO（g）+O₂（g）＝2CO₂（g）；△H＝﹣566kJ/mol；Na₂O₂（s）+CO₂（g）＝Na₂CO₃（s）+ $\text{[math]}$ O₂(g)；△H＝﹣226kJ/mol；根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（）

A . CO的燃烧热为283kJ B . 如图可表示由CO生成CO₂的反应过程和能量关系图片_x0020_100013

C . 2Na₂O₂（s）+2CO₂（s）＝2Na₂CO₃（s）+O₂（g）△H＜﹣452kJ/mol D . CO（g）与Na₂O₂（s）反应放出509kJ热量时，电子转移数为1.204×10²⁴

煤和天然气都是重要的化石资源，在工业生产中用途广泛。

（1） CO是煤气的主要成分，可与水蒸气反应生成氢气：CO(g)+ H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)∆H。查阅资料得出相关数据如表：

温度/℃

400

500

平衡常数K

9

5.3

①反应升高到一定温度时，反应将不能正向进行，由此判断该反应的∆S(填“>”或“<”")0。

②在容积为10 L的密闭容器中通入0.2 mol CO(g)和0.2mol H₂O(g)发生反应，在400℃时反应达到平衡，此时CO(g)的转化率为。
（2）将1 mol CH₄和2 mol H₂O(g)通入容积为10 L的恒容密闭容器中，发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)⇌CO(g)+3H₂(g)。CH₄的平衡转化率与温度、压强的变化关系如图所示。

①200 ℃时，该反应的平衡常数K=。

②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系是。

③压强：p₁ (填“>”“<”或“=”)p₂。

一定温度下，在体积为10L的密闭容器中，3molX和1molY进行反应：2X(g)+Y(g) $\text{[math]}$ Z(g)，经2min达到平衡，生成0.6mol Z，下列说法正确的是( )

A . 以X浓度变化表示的反应速率为0.01 mol/(L·s) B . 将容器体积变为20L，Z的平衡浓度为原来的 $\text{[math]}$ C . 若增大压强，则物质Y的转化率减小 D . 若升高温度，X的体积分数增大，则该反应是放热反应

氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。

（1）已知：4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g) +6H₂O(g) △H₁ =-907.0 kJ/mol
4NH₃(g) +3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) △H₂=-1269.0 kJ/mol

若4NH₃(g) +6NO(g) $\text{[math]}$ 5N₂(g) +6H₂O(g)的正反应活化能为E_正 kJ/mol，则其逆反应活化能为kJ/mol(用含E_正的代数式表示)。
（2）在一定条件下，向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH₃、NO发生反应：4NH₃(g) +6NO(g) $\text{[math]}$ 5N₂(g) +6H₂O(g)，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，NO的转化率与温度的关系如图所示。

①工业上应选择催化剂(填“甲”或“乙”)。

②M点是否为对应温度下NO的平衡转化率，判断理由是。温度高于210℃时，NO转化率降低的可能原因是。
（3）已知：NO₂(g) +SO₂(g) $\text{[math]}$ NO(g)+SO₃(g) △H<0.向密闭容器中充入等体积的NO₂和SO₂ ，测得平衡状态时压强对数1gp(NO₂)和lgp(SO₃)的关系如下图所示。

①ab两点体系总压强pa与pb的比值 $\text{[math]}$ =；同一温度下图象呈线性变化的理由是。

②温度为T₂时化学平衡常数K_p=，T₁T₂(填“>”、“<”或“=”)。

根据下列实验事实得出的相应结论，正确的是（）

A . 氯化铵加热时能产生 $\text{[math]}$ ，则铵盐加热时都能产生 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 通入硝酸钡溶液中出现白色沉淀，则 $\text{[math]}$ 通入 $\text{[math]}$ 也能出现白色沉淀 C . 蔗糖中滴入浓硫酸会炭化，则纸片上滴入浓硫酸也会炭化 D . $\text{[math]}$ 能与氢氟酸发生反应，则 $\text{[math]}$ 也能与 $\text{[math]}$ 发生反应

（1） I二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。
利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H₂(g)+CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)          △H=-90.8kJ/mol

②2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)       △H=-23.5kJ/mol

③CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)       △H=-41.3kJ/mol

总反应：3H₂(g)+3CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)的△H =，一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的平衡转化率，下列选项中可以采取的措施是：。(填序号)

a．高温高压          b．加入催化剂             c．减少CO₂的浓度                  d．分离出二甲醚
（2）已知上述(1)中反应②2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)在某温度下的平衡常数为100，此温度下在10L密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得容器中各组分的物质的量如下：

物质

CH₃OH

CH₃OCH₃

H₂O

物质的量/(mol)

4.0

6.0

6.0

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正v_逆(填“>”、“<”或“=”)。

②若在此密闭容器中开始加入21molCH₃OH，则达到平衡时c(CH₃OH)=；
（3） II.工业废水中常含有一定量的Cr₂O $\text{[math]}$ 和CrO $\text{[math]}$ ，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法。该法的工艺流程为：

流程第①步存在平衡：2CrO $\text{[math]}$ +2H⁺ $\text{[math]}$ Cr₂O $\text{[math]}$ +H₂O，能说明第①步反应达平衡状态的是____(填序号)

A . Cr₂O $\text{[math]}$ 和CrO $\text{[math]}$ 的浓度相同 B . 2v(Cr₂O $\text{[math]}$ )=v(CrO $\text{[math]}$ ) C . 溶液的颜色不变
（4）流程第③步生成的Cr(OH)₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)₃(s) $\text{[math]}$ Cr³⁺(aq)+3OH^-(aq)常温下Cr(OH)₃的溶度积K_sp=10^-32 ，当c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L时溶液的pH为。
（5）方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr₂O $\text{[math]}$ 的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。请用电极反应方程式解释阴极附近溶液pH升高的原因是。

下列推断合理的是（）

A . 明矾 $\text{[math]}$ 在水中能形成 $\text{[math]}$ 胶体，可用作净水剂 B . 金刚石是自然界中硬度最大的物质，不能与氧气发生反应 C . 浓硫酸具有强氧化性，不能用于干燥 $\text{[math]}$ D . 将 $\text{[math]}$ 通入品红溶液中，品红溶液褪色后加热恢复原色；将 $\text{[math]}$ 通入溴水中，溴水褪色后加热也能恢复原色

下列有关物质的性质与用途对应关系错误的是（）

A . SO₂具有漂白性、防腐性、抗氧化性，可作为食品添加剂 B . 浓硫酸具有吸水性，可用于干燥Cl₂ C . NH₃易溶于水，可用作制冷剂 D . 氮气常温下化学性质稳定，可用作粮食保护气

将一定量的锌与100mL18mol/L浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中氢离子的浓度为0.4mol/L，则下列叙述错误的是（）

A . 气体A为SO₂和H₂的混合物 B . 反应中共转移3mol电子 C . 反应中共消耗Zn97.5g D . 气体A中SO₂和H₂的体积比为1：4

温度/K	398	498	…
平衡常数(K)	126.5	K₁	…

温度/℃	400	500
平衡常数K	9	5.3

物质	CH₃OH	CH₃OCH₃	H₂O
物质的量/(mol)	4.0	6.0	6.0

课题1 化工生产过程中的基本问题 知识点题库

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