2026年人教版高三化学第5章化学工业练习题

2026年人教版高三化学第5章化学工业练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在合成氨工业中，为了提高N₂的转化率，应采取的措施是（）A.降低反应温度B.增大反应压强C.及时分离氨气D.使用催化剂提高反应速率解析：合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)为放热、体积缩小的可逆反应。根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡正向移动，但速率减慢；增大压强有利于平衡正向移动；及时分离氨气可以使平衡正向移动；使用催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动。综合考虑工业生产效率与转化率，增大压强是最有效的措施。正确答案为B。2.下列关于工业制硫酸生产过程的叙述正确的是（）A.接触室中催化剂的活性受SO₂浓度影响较大B.吸收塔中SO₃与水直接反应生成H₂SO₄C.空气中过量空气的加入会降低SO₂的转化率D.尾气处理通常采用氨催化氧化法解析：接触室中催化剂活性主要受温度影响，SO₂浓度过高会降低转化率；吸收塔中SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸，而非直接与水反应；过量空气可以提高SO₂转化率；尾气处理常用碱液吸收法。正确答案为C。3.侯氏制碱法的主要缺点是（）A.原料利用率高B.能耗低C.产生大量氨气D.产品纯度高解析：侯氏制碱法的主要缺点是食盐利用率低（约70%），产生大量氨气和CO₂，且生成氯化铵副产物难以利用。正确答案为C。4.在电解饱和食盐水时，阳极发生的反应是（）A.2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑B.2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻C.Na⁺+e⁻=NaD.OH⁻-e⁻=O²⁻解析：电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，氯离子失去电子生成氯气。正确答案为A。5.下列工业过程中不属于氧化还原反应的是（）A.水煤气变换反应CO+H₂O(g)⇌CO₂+H₂B.硫铁矿焙烧2FeS₂+3O₂=2Fe₂O₃+2SO₂C.电解熔融氯化钠NaCl=Na+Cl₂D.碳酸钙高温分解CaCO₃=CaO+CO₂解析：水煤气变换反应中C、O元素化合价变化；硫铁矿焙烧中S、O元素化合价变化；电解熔融氯化钠中Na、Cl元素化合价变化；碳酸钙分解中无元素化合价变化。正确答案为D。6.合成氨工业中，原料气N₂和H₂的体积比约为（）A.1:1B.1:3C.3:1D.1:2解析：根据化学方程式N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，原料气体积比为1:3。正确答案为B。7.在硫酸工业中，沸腾炉中发生的主要反应是（）A.2SO₂+O₂=2SO₃B.4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂C.SO₃+H₂O=H₂SO₄D.2NH₃+SO₂=(NH₄)₂SO₃解析：沸腾炉中硫铁矿高温氧化生成二氧化硫，主要反应为4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂。正确答案为B。8.下列关于合成氨设备选择的叙述错误的是（）A.高温有利于提高反应速率B.高压有利于提高平衡转化率C.催化剂不能改变平衡移动D.合成塔需耐高温高压解析：高温虽然提高速率，但平衡转化率降低，需通过催化剂在适宜温度下实现速率与平衡的平衡。正确答案为A。9.侯氏制碱法中，母液中主要存在的物质是（）A.Na₂CO₃B.NH₄ClC.NaClD.CaCl₂解析：母液主要成分为氯化铵和氯化钠，因碳酸氢钠溶解度低而结晶析出。正确答案为B。10.电解精炼铜时，阳极发生的反应是（）A.Cu-2e⁻=Cu²⁺B.Zn-2e⁻=Zn²⁺C.Fe-2e⁻=Fe²⁺D.Ag-e⁻=Ag⁺解析：阳极粗铜失去电子溶解，杂质金属因电极电位高而不溶解。正确答案为A。二、填空题（本大题共10小题，每空2分，共20分）1.工业制硫酸中，接触室温度控制在400-500℃的主要原因是______。解析：该温度范围内催化剂活性最高，且反应速率与平衡速率兼顾。参考答案：催化剂活性最高。2.侯氏制碱法中，向氨盐水中通入二氧化碳时，析出产物的化学式为______。解析：碳酸氢钠溶解度低，在氨盐水中析出。参考答案：NaHCO₃。3.电解饱和食盐水时，阴极发生的反应为______。解析：水分子得电子生成氢气和氢氧根离子。参考答案：2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻。4.工业制碱过程中，母液回收利用的主要目的是______。解析：提高食盐利用率，减少废弃物排放。参考答案：提高食盐利用率。5.硫铁矿焙烧过程中，SO₂转化为SO₃的化学方程式为______。解析：接触室中二氧化硫与氧气反应。参考答案：2SO₂+O₂=2SO₃。6.合成氨工业中，循环使用未反应的氢气是为了______。解析：提高原料利用率，降低成本。参考答案：提高原料利用率。7.电解精炼铜时，阴极发生的反应为______。解析：铜离子得电子生成金属铜。参考答案：Cu²⁺+2e⁻=Cu。8.硫酸工业中，沸腾炉的主要作用是______。解析：将硫铁矿氧化为二氧化硫。参考答案：将硫铁矿氧化为二氧化硫。9.侯氏制碱法中，向母液中加入石灰乳的目的是______。解析：中和过量氨气，回收氨。参考答案：中和过量氨气。10.电解熔融氯化钠时，阳极发生的反应为______。解析：氯离子失去电子生成氯气。参考答案：2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.合成氨工业中，升高温度可以提高氨的产率。（×）解析：合成氨为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低。2.工业制硫酸中，吸收塔采用98.3%浓硫酸吸收SO₃是为了防止酸雾产生。（√）解析：浓硫酸溶解SO₃时放热少，避免酸雾形成。3.侯氏制碱法中，母液直接排放会造成环境污染。（√）解析：母液含大量氨和氯化铵，需处理达标后排放。4.电解精炼铜时，阳极材料可以是任何金属。（×）解析：阳极必须是粗铜，杂质金属不参与放电。5.硫铁矿焙烧过程中，温度过高会导致SO₂转化率降低。（√）解析：温度过高反应速率加快，但平衡转化率降低。6.合成氨工业中，催化剂不能改变反应的平衡常数。（√）解析：催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动。7.电解饱和食盐水时，阳极产物是氢气。（×）解析：阳极产物是氯气。8.工业制碱过程中，向氨盐水中通入CO₂时，应先通入氨气。（√）解析：氨气溶解度高，可提高CO₂吸收效率。9.硫酸工业中，接触室中催化剂需定期更换。（√）解析：催化剂活性会降低，需再生或更换。10.电解熔融氯化钠时，阴极产物是氯气。（×）解析：阴极产物是金属钠。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述合成氨工业中，选择适宜温度和压强的原因。解析：温度过高反应速率加快但平衡逆向移动，压强增大平衡正向移动但设备要求高；需综合考虑速率、平衡、成本等因素。2.工业制硫酸中，沸腾炉为何需要过量空气？解析：过量空气可提高SO₂转化率，但过量过高会降低平衡转化率，需控制适宜比例。3.侯氏制碱法中，母液处理的主要方法是什么？解析：母液经浓缩、冷却后通入氨气，析出碳酸氢钠，母液循环使用。4.电解精炼铜时，哪些杂质会留在阳极？解析：比铜活泼的金属（如锌、铁）会溶解，比铜不活泼的金属（如金、银）会形成阳极泥。5.简述硫酸工业中，吸收塔采用98.3%浓硫酸的原因。解析：浓硫酸溶解SO₃时放热少，避免酸雾形成，且吸收效率高。6.合成氨工业中，原料气N₂和H₂的体积比为何约为3:1？解析：根据化学方程式N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，理论配比为3:1，实际生产中略过量。7.电解饱和食盐水时，阳极产物为何是氯气而非氧气？解析：氯离子电极电位高于氢氧根离子，优先放电生成氯气。8.工业制碱过程中，为何要控制氨盐水的pH值？解析：pH值影响碳酸氢钠溶解度，过高或过低都会影响析出效果。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某硫酸厂年处理硫铁矿100万吨，硫的利用率为90%，计算理论上可生产多少吨98%浓硫酸？解析：硫铁矿中硫含量约46%，100万吨硫铁矿含硫46万吨，90%转化率即41.4万吨SO₂，41.4万吨SO₂对应98%浓硫酸质量为41.4/(1-0.02)≈4.2万吨。2.某合成氨厂原料气中N₂和H₂体积比为1:3.2，计算氨的产率（以N₂转化率表示）。解析：理论配比3:1，实际3.2相当于理论1.06倍，N₂转化率应为1/1.06≈94.3%。3.某电解精炼铜过程，阳极粗铜含铜80%，杂质金属不参与放电，计算阴极铜的纯度。解析：阳极溶解铜量占80%，阴极沉积铜量等于阳极溶解铜量，纯度为100%。4.某硫酸厂接触室中SO₂转化率为80%，若原料气中SO₂浓度为10%，计算出口气体中SO₂浓度。解析：转化率80%即20%SO₂未反应，出口SO₂浓度=10%×20%=2%。5.某侯氏制碱厂母液中含氯化铵15%，若向100吨母液中通入CO₂，计算理论上可生产多少吨NaHCO₃？解析：氯化铵含氮14.3%，100吨母液含氮14.3吨，NaHCO₃理论产量≈14.3/0.84≈17万吨。6.某电解饱和食盐水过程，电流效率为95%，计算生产1吨氯气需要多少电量？解析：1吨Cl₂对应电量为1/(35.5×2)×96500≈13500库仑，95%效率需14316库仑。7.某硫酸厂尾气中SO₂浓度为0.5%，若采用碱液吸收法处理，计算处理1立方米尾气需要多少克NaOH？解析：0.5%SO₂即0.005摩尔，中和反应1摩尔SO₂需2摩尔NaOH，质量为0.005×80=0.4克。8.某合成氨厂原料气中N₂和H₂体积比为1:3，若反应器出口气体中氨浓度为5%，计算氨的产率。解析：反应器出口气体中氨占5%，其余为未反应原料气，氨产率=5%/（1+3）≈1.25%。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.C3.C4.A5.D6.B7.B8.A9.B10.A二、填空题1.催化剂活性最高2.NaHCO₃3.2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻4.提高食盐利用率5.2SO₂+O₂=2SO₃6.提高原料利用率7.Cu²⁺+2e⁻=Cu8.将硫铁矿氧化为二氧化硫9.中和过量氨气10.2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑三、判断题1.×22.√23.√24.×25.√26.√27.×28.√29.√30.×四、简答题1.合成氨为放热、体积缩小的可逆反应，适宜温度（400-500℃）兼顾催化剂活性和平衡移动；适宜压强（20-50MPa）提高平衡转化率但设备要求高。2.过量空气可提高SO₂转化率，但过量过高会降低平衡转化率，需控制适宜比例（过量10%-15%）。3.母液经浓缩、冷却后通入氨气，析出碳酸氢钠，母液循环使用，母液中氯化铵含量需控制在一定范围（10%-15%）。4.比铜活泼的金属（如锌、铁）会溶解，比铜不活泼的金属（如金、银）会形成阳极泥，随阳极板消耗而定期取出。5.浓硫酸溶解SO₃时放热少，避免酸雾形成，且吸收效率高，98.3%浓硫酸与SO₃形成发烟硫酸，吸收效果好。6.根据化学方程式N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，理论配比为3:1，实际生产中H₂过量（约10%），提高N₂转化率。7.氯离子电极电位（+1.36V）高于氢氧根离子（-0.83V），优先放电生成氯气，2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑。8.pH值影响碳酸氢钠溶解度，过高或过低都会影响析出效果，适宜pH范围8-9，可通过调节氨气浓度控制。五、应用题1.硫铁矿中硫含量约46%，100万吨硫铁矿含硫46万吨，90%转化率即41.4万吨SO₂，41.4万吨SO₂对应98%浓硫酸质量为41.4/(1-0.02)≈4.2万吨。2.理论配比3:1，实际3.2相当于理论1.06倍，N₂转化率应为1/1.06≈94.3%。