2026年山东省人教版高三化学第7章化学工业练习题

2026年山东省人教版高三化学第7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.在工业上制取硫酸的过程中，接触室中发生的主要反应是______。该反应属于______反应，其化学方程式为______。A.2SO₂+O₂→2SO₃，放热，可逆，高温高压B.SO₂+H₂O→H₂SO₃，吸热，不可逆，常温常压C.2SO₃+H₂O→H₂SO₄+SO₂，放热，不可逆，常温常压D.2SO₂+2H₂O+O₂→2H₂SO₄，吸热，可逆，低温低压解析：工业制硫酸的核心是接触法，即SO₂在催化剂作用下与O₂反应生成SO₃。该反应为放热、可逆反应，需高温高压条件提高平衡转化率。选项A正确描述了反应类型、条件及方程式，其他选项均存在错误（如反应物、产物、反应条件或可逆性描述错误）。接触法工艺中，催化剂（V₂O₅）可显著降低反应活化能，但无法改变反应可逆性。2.电解饱和食盐水时，阳极发生的反应是______，阴极发生的反应是______。该过程在工业上被称为______，其产物之一可用于______。A.2Cl⁻-2e⁻→Cl₂↑，2H⁺+2e⁻→H₂↑，氯碱工业，制造漂白粉B.2OH⁻-2e⁻→H₂O+O₂↑，2H⁺+2e⁻→H₂↑，电解水，发电C.2SO₄²⁻-2e⁻→SO₂↑，2H⁺+2e⁻→H₂↑，硫酸工业，炼钢D.2H₂O-4e⁻→O₂↑+4H⁺，2Na⁺+2e⁻→Na↑，钠制备，焊接解析：电解饱和食盐水（NaCl溶液）是氯碱工业的核心工艺。阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气。选项A正确描述了电极反应及工业应用，其他选项错误（如阴极反应错误、电解对象错误或产物用途不符）。氯气与石灰乳反应可制漂白粉（Ca(ClO)₂），用于消毒漂白。3.合成氨工业中，为提高N₂转化率，应采取的措施是______。该过程的热力学条件是______，其化学平衡常数表达式为______。A.降低温度、增大压强，ΔH<0、K=c(NH₃)³/c(N₂)c(H₂)³B.升高温度、减小压强，ΔH>0、K=c(N₂)c(H₂)/c(NH₃)²C.降低温度、减小压强，ΔH<0、K=c(NH₃)²/c(N₂)c(H₂)²D.升高温度、增大压强，ΔH>0、K=c(N₂)²c(H₂)²/c(NH₃)²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。为提高平衡转化率，应低温高压。选项A正确描述了热力学性质（ΔH<0为放热反应）及平衡常数表达式（浓度商）。其他选项错误（如温度、压强条件与平衡移动原理矛盾，或平衡常数表达式错误）。实际工业中采用催化剂（Fe催化剂）和循环流程提高原料利用率。4.在工业上制取纯碱（Na₂CO₃）的索尔维法中，母液中主要存在的离子是______，其循环利用的目的是______。该过程的沉淀反应方程式为______。A.Na⁺、NH₄⁺、Cl⁻，回收NH₃，NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄ClB.Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻，去除杂质，CaCl₂+Na₂CO₃→CaCO₃↓+2NaClC.K⁺、HCO₃⁻、OH⁻，提高产率，Na₂CO₃+H₂O→2NaHCO₃D.Ba²⁺、Al³⁺、NO₃⁻，促进结晶，BaCl₂+Na₂CO₃→BaCO₃↓+2NaCl解析：索尔维法母液主要含NH₄Cl、NaCl、NH₃、CO₂等，通过循环利用NH₃和NaCl可降低原料消耗。沉淀反应为NH₃与NaCl、CO₂、H₂O反应生成NaHCO₃沉淀。选项A正确描述了母液成分、循环目的及沉淀方程式。其他选项错误（如母液成分不符、循环目的错误或沉淀反应方程式错误）。母液浓缩后可回收NH₃，用于循环反应。5.在炼铁高炉中，CO作为还原剂将Fe₂O₃还原为Fe的过程中，涉及的主要反应方程式为______。该过程的热量来源是______，其环境问题是______。A.Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂，焦炭燃烧，SO₂污染B.Fe₂O₃+CO→2FeO+CO₂，焦炭热解，CO₂排放C.Fe₂O₃+2CO→2Fe+2CO₂，焦炭燃烧，粉尘污染D.FeO+CO→Fe+CO₂，石灰石分解，重金属污染解析：高炉炼铁中CO还原Fe₂O₃的主要反应为Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂。热量主要来自焦炭不完全燃烧（C+O₂→CO₂+热量）。环境问题主要是CO₂排放（温室效应）和粉尘（烟尘）。选项C正确描述了反应方程式、热量来源及环境问题。其他选项错误（如反应方程式错误、热量来源不符或环境问题错误）。高炉煤气中CO含量约30%，是重要的还原剂。6.在石油炼制过程中，催化裂化与催化重整的主要区别在于______。催化裂化的原料通常是______，其主要产物是______。A.反应温度、重油，汽油，烯烃B.催化剂种类、轻油，柴油，芳烃C.反应类型、原油，汽油，烷烃D.分子大小、渣油，润滑油，炔烃解析：催化裂化（FCC）为裂化过程，将重油大分子裂解为轻质油；催化重整（RM）为异构化过程，提高汽油辛烷值。催化裂化原料为重油（如常压渣油），主要产物为汽油、柴油和焦炭。选项C正确描述了反应类型、原料及产物。其他选项错误（如反应类型不符、原料或产物描述错误）。催化裂化是重油轻质化的关键工艺。7.在工业上制取乙烯（C₂H₄）的过程中，常用的原料是______，其裂解温度通常在______℃。该过程可能产生的副产物包括______。A.乙烷，700-900，乙炔，H₂B.石脑油，800-950，丙烯，CO₂C.甲烷，500-600，乙烯，COD.丁烷，1000-1100，甲烷，H₂O解析：工业上乙烯主要通过石脑油裂解制备，裂解温度800-950℃。副产物包括丙烯、C₃H₆等烯烃及CO₂等。选项B正确描述了原料、温度及副产物。其他选项错误（如原料不符、温度过高或过低、副产物错误）。裂解炉是核心设备，需精确控制温度避免结焦。8.在工业上制取硝酸（HNO₃）的过程中，奥斯特瓦尔德法的第一步是______，该步骤的催化剂是______，其反应方程式为______。A.氮气催化氧化，铂铑合金，4NH₃+5O₂→4NO+6H₂OB.氨的催化氧化，铜催化剂，2NH₃+3O₂→N₂+3H₂OC.硫铁矿燃烧，镍催化剂，4FeS+10O₂→2Fe₂O₃+4SO₂D.氮的催化还原，钒催化剂，N₂+3H₂→2NH₃解析：奥斯特瓦尔德法第一步是氨气催化氧化生成NO，催化剂为铂铑合金。反应方程式为4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O。选项A正确描述了步骤、催化剂及方程式。其他选项错误（如步骤不符、催化剂错误或方程式错误）。NO进一步氧化生成NO₂，再与水反应生成HNO₃。9.在工业上制取纯碱（Na₂CO₃）的索尔维法中，向氨盐水中通入CO₂时，主要发生的反应是______，该过程的pH值变化趋势是______。A.NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl，先升高后降低B.Na₂CO₃+H₂O→2NaHCO₃，不变，始终呈碱性C.NaOH+CO₂→Na₂CO₃+H₂O，降低，逐渐中性化D.NaCl+CO₂+H₂O→Na₂CO₃↓+2HCl，升高，呈强酸性解析：向氨盐水中通入CO₂时，主要反应为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。该过程消耗OH⁻，pH值降低。选项A正确描述了反应方程式及pH变化。其他选项错误（如反应方程式错误、pH变化趋势不符）。NaHCO₃溶解度小于Na₂CO₃，故沉淀析出。10.在工业上制取硫酸（H₂SO₄）的过程中，吸收塔中发生的主要反应是______，该过程的尾气处理方法是______。A.SO₃+H₂O→H₂SO₄，石灰石法，吸收SO₂B.SO₂+H₂O→H₂SO₃，氨水法，催化氧化SO₂C.SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇，喷淋法，活性炭吸附D.SO₂+O₂→SO₃，干法脱硫，燃烧石灰石解析：吸收塔中SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸（SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇）。尾气处理常用石灰石-石膏法吸收SO₂。选项A正确描述了反应及尾气处理方法。其他选项错误（如反应方程式错误、尾气处理方法不符）。实际工业中采用98.3%浓硫酸吸收SO₃，避免酸雾生成。二、填空题（本大题共10小题，每空2分，共20分）1.工业上制取烧碱（NaOH）的方法主要有______、______和______，其中______法是实验室制备NaOH的常用方法。2.电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为______，阴极的电极反应式为______，总反应式为______。3.合成氨工业中，为提高原料转化率，应采取的措施包括______、______和______。4.索尔维法制纯碱的循环利用物质是______和______，其母液的主要成分是____。__5.高炉炼铁中，CO还原Fe₂O₃的化学方程式为______，该过程的热量主要来自______。6.石油炼制过程中，催化裂化的目的是______，其原料通常是______，主要产物是______。7.工业上制取乙烯（C₂H₄）的主要方法是______，其裂解温度通常在______℃。8.奥斯特瓦尔德法制硝酸的步骤包括______、______和______，其中第一步的催化剂是______。9.工业上制取硫酸的接触室中，SO₂转化为SO₃的化学方程式为______，该反应的催化剂是______。10.吸收塔中SO₃与浓硫酸反应的化学方程式为______，其产物俗称______。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.工业上制取硫酸的接触室中，升高温度可以提高SO₂的转化率。（×）2.电解饱和食盐水时，阳极生成的是氯气，阴极生成的是氢气。（√）3.合成氨工业中，增大压强可以提高N₂的转化率。（√）4.索尔维法制纯碱的母液中主要含NH₄Cl和NaCl，可通过循环利用降低原料消耗。（√）5.高炉炼铁中，CO是主要还原剂，Fe₂O₃是主要氧化物。（√）6.石油炼制过程中，催化裂化与催化重整都是裂化过程。（×）7.工业上制取乙烯（C₂H₄）的主要方法是石脑油裂解，其裂解温度通常在700℃以下。（×）8.奥斯特瓦尔德法制硝酸的步骤包括氨的催化氧化、NO的氧化和NO₂与水的反应。（√）9.工业上制取硫酸的接触室中，SO₂转化为SO₃的反应是放热反应。（×）10.吸收塔中SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸，该过程需严格控制温度避免酸雾生成。（√）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述工业上制取硫酸的三个主要步骤及其化学方程式。2.简述电解饱和食盐水时，阳极和阴极的电极反应式。3.简述合成氨工业中，提高N₂转化率的主要措施。4.简述索尔维法制纯碱的循环利用过程及其意义。5.简述高炉炼铁中，CO还原Fe₂O₃的原理及条件。6.简述石油炼制过程中，催化裂化与催化重整的主要区别。7.简述工业上制取乙烯（C₂H₄）的主要方法及其原理。8.简述奥斯特瓦尔德法制硝酸的步骤及其反应条件。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某工厂采用接触法制硫酸，已知SO₂转化率为80%，试计算每生产1吨H₂SO₄（98%）需要消耗多少吨SO₂？2.某电解饱和食盐水工厂，每小时产生氯气1000m³（标准状况），试计算该工厂每小时能生产多少吨NaOH？3.某合成氨工厂，在500℃、30MPa条件下进行反应，N₂转化率为75%，试计算该条件下合成氨的平衡常数。4.某索尔维法制纯碱工厂，母液中含NH₄Cl20%、NaCl15%，试计算该工厂每生产1吨Na₂CO₃需要消耗多少吨NaCl？5.某高炉炼铁工厂，每小时产生CO₂5000m³（标准状况），试计算该工厂每小时能还原多少吨Fe₂O₃？6.某石油炼制工厂，采用催化裂化将重油转化为轻质油，转化率为60%，试计算每处理1吨重油能生产多少吨汽油？7.某乙烯生产工厂，采用石脑油裂解制备乙烯，裂解率为50%，试计算每处理1吨石脑油能生产多少吨乙烯？8.某奥斯特瓦尔德法制硝酸工厂，氨的转化率为90%，试计算每生产1吨HNO₃需要消耗多少吨NH₃？【标准答案及解析】一、单项选择题1.A解析：工业制硫酸接触法中SO₂与O₂反应生成SO₃，该反应为放热、可逆反应，需高温高压条件。选项A正确描述了反应类型、条件及方程式。其他选项错误（如反应物、产物、反应条件或可逆性描述错误）。接触法工艺中，催化剂（V₂O₅）可显著降低反应活化能，但无法改变反应可逆性。2.A解析：电解饱和食盐水时，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气。该过程在工业上被称为氯碱工业，其产物之一（氯气）可用于制造漂白粉（Ca(ClO)₂）。选项A正确描述了电极反应及工业应用，其他选项错误（如阴极反应错误、电解对象错误或产物用途不符）。氯气与石灰乳反应可制漂白粉（Ca(ClO)₂），用于消毒漂白。3.A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。为提高平衡转化率，应低温高压。选项A正确描述了热力学性质（ΔH<0为放热反应）及平衡常数表达式（浓度商）。其他选项错误（如温度、压强条件与平衡移动原理矛盾，或平衡常数表达式错误）。实际工业中采用催化剂（Fe催化剂）和循环流程提高原料利用率。4.A解析：索尔维法母液主要含NH₄Cl、NaCl、NH₃、CO₂等，通过循环利用NH₃和NaCl可降低原料消耗。沉淀反应为NH₃与NaCl、CO₂、H₂O反应生成NaHCO₃沉淀。选项A正确描述了母液成分、循环目的及沉淀方程式。其他选项错误（如母液成分不符、循环目的错误或沉淀反应方程式错误）。母液浓缩后可回收NH₃，用于循环反应。5.C解析：高炉炼铁中CO还原Fe₂O₃的主要反应为Fe₂O₃+2CO→2Fe+2CO₂。热量主要来自焦炭不完全燃烧（C+O₂→CO₂+热量）。环境问题主要是CO₂排放（温室效应）和粉尘（烟尘）。选项C正确描述了反应方程式、热量来源及环境问题。其他选项错误（如反应方程式错误、热量来源不符或环境问题错误）。高炉煤气中CO含量约30%，是重要的还原剂。6.C解析：催化裂化（FCC）为裂化过程，将重油大分子裂解为轻质油；催化重整（RM）为异构化过程，提高汽油辛烷值。催化裂化原料为重油（如常压渣油），主要产物为汽油、柴油和焦炭。选项C正确描述了反应类型、原料及产物。其他选项错误（如反应类型不符、原料或产物描述错误）。催化裂化是重油轻质化的关键工艺。7.B解析：工业上乙烯主要通过石脑油裂解制备，裂解温度800-950℃。副产物包括丙烯、C₃H₆等烯烃及CO₂等。选项B正确描述了原料、温度及副产物。其他选项错误（如原料不符、温度过高或过低、副产物错误）。裂解炉是核心设备，需精确控制温度避免结焦。8.A解析：奥斯特瓦尔德法第一步是氨气催化氧化生成NO，催化剂为铂铑合金。反应方程式为4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O。选项A正确描述了步骤、催化剂及方程式。其他选项错误（如步骤不符、催化剂错误或方程式错误）。NO进一步氧化生成NO₂，再与水反应生成HNO₃。9.A解析：向氨盐水中通入CO₂时，主要反应为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。该过程消耗OH⁻，pH值降低。选项A正确描述了反应方程式及pH变化。其他选项错误（如反应方程式错误、pH变化趋势不符）。NaHCO₃溶解度小于Na₂CO₃，故沉淀析出。10.A解析：吸收塔中SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸（SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇）。尾气处理常用石灰石-石膏法吸收SO₂。选项A正确描述了反应及尾气处理方法。其他选项错误（如反应方程式错误、尾气处理方法不符）。实际工业中采用98.3%浓硫酸吸收SO₃，避免酸雾生成。二、填空题1.电解饱和食盐水，苛性钠溶液吸收氨气，氨碱法；电解饱和食盐水2.2Cl⁻-2e⁻→Cl₂↑，2H⁺+2e⁻→H₂↑，2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑3.低温高压，催化剂，循环利用原料4.NH₃，NaCl，NH₄Cl、NaCl、CO₂5.Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂，焦炭燃烧6.将重油裂解为轻质油，重油，汽油、柴油、焦炭7.石脑油裂解，800-950℃8.氨的催化氧化，NO的氧化，NO₂与水的反应，铂铑合金9.2SO₂+O₂⇌2SO₃，V₂O₅10.SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇，发烟硫酸三、判断题1.×解析：工业制硫酸接触法中SO₂转化为SO₃是放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低。2.√解析：电解饱和食盐水时，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极氢离子得电子生成氢气。3.√解析：合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)为体积缩小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，转化率提高。4.√解析：索尔维法母液中含NH₄Cl和NaCl，可通过循环利用降低原料消耗。5.√解析：高炉炼铁中，CO是主要还原剂，Fe₂O₃是主要氧化物。6.×解析：催化裂化是裂化过程，将重油大分子裂解为轻质油；催化重整是异构化过程，提高汽油辛烷值。7.×解析：工业上制取乙烯（C₂H₄）的主要方法是石脑油裂解，其裂解温度通常在800-950℃。8.√解析：奥斯特瓦尔德法制硝酸的步骤包括氨的催化氧化、NO的氧化和NO₂与水的反应。9.×解析：工业制硫酸接触室中SO₂转化为SO₃是放热反应。10.√解析：吸收塔中SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸，该过程需严格控制温度避免酸雾生成。四、简答题1.工业制硫酸的三个主要步骤：①接触室：SO₂与O₂在催化剂作用下反应生成SO₃，化学方程式为2SO₂+O₂⇌2SO₃。②吸收塔：SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸，化学方程式为SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇。③尾气处理：用氨水吸收残余SO₂，化学方程式为SO₂+2NH₃+H₂O→(NH₄)₂SO₃。2.电解饱和食盐水时：阳极：2Cl⁻-2e⁻→Cl₂↑阴极：2H⁺+2e⁻→H₂↑3.合成氨工业中提高N₂转化率的主要措施：①低温：降低平衡常数，提高转化率。②高压：增大平衡常数，提高转化率。③催化剂：加快反应速率，提高实际转化率。④循环利用未反应气体：提高原料利用率。4.索尔维法制纯碱的循环利用：母液经浓缩后通入氨气，NH₃与CO₂反应生成NaHCO₃沉淀，化学方程式为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O→NaHCO₃↓+NH₄Cl。NaHCO₃煅烧生成Na₂CO₃，化学方程式为2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑。循环利用NH₃和NaCl可降低原料消耗。5.高炉炼铁中CO还原Fe₂O₃的原理及条件：原理：CO作为还原剂，将Fe₂O₃中的Fe从+3价还原为0价，自身被氧化为CO₂。条件：高温（约1000℃）、CO分压较高。化学方程式：Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂。6.石油炼制过程中催化裂化与催化重整的区别：催化裂化：将重油大分子裂解为轻质油（汽油、柴油），反应温度较高（500-550℃），催化剂为Y型分子筛。催化重整：将烷烃异构化为芳烃，提高汽油辛烷值，反应温度较低（450-500℃），催化剂为铂-铑合金。7.工业上制取乙烯（C₂H₄）的主要方法及原理：方法：石脑油裂解。原理：在高温（800-950℃）条件下，石脑油中的大分子烃类裂解为小分子烯烃（乙烯、丙烯等）。化学方程式（以乙烷为例）：C₂H₆→C₂H₄+H₂。8.奥斯特瓦尔德法制硝酸的步骤及反应条件：步骤：①氨的催化氧化：NH₃+O₂→NO+H₂O（催化剂为铂铑合金，500-600℃）。②NO的氧化：2NO+O₂→2NO₂（高温）。③NO₂与水的反应：3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO。反应条件：高温、催化剂、水。五、应用题1.每生产1吨H₂SO₄（98%）需要消耗SO₂：H₂SO₄摩尔质量：98g/mol，SO₂摩尔质量：64g/mol。1吨H₂SO₄含1000kg×98/98=10000molH₂SO₄。根据化学方程式2SO₂+O₂→2SO₃+2H₂O，1molH₂SO₄对应1molSO₂。消耗SO₂：10000mol×64g/mol=640kg=0.64吨。答：每生产1吨H₂SO₄需要消耗0.64吨SO₂。2.每小时生产NaOH量：氯气摩尔体积：22.4L/mol（标准状况）。1000m³Cl₂含1000×1000L=1,000,000LCl₂。Cl₂摩尔数：1,000,000L/22.4L/mol≈44,643mol。根据电解方程式2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，1molCl₂对应1molNaOH。NaOH摩尔数：44,643mol。NaOH质量：44,643mol×40g/mol=1,785,720g=1.786吨。答：每小时能生产1.786吨NaOH。3.合成氨平衡常数计算：反应：N₂+3H₂⇌2NH₃。平衡常数表达式：K=(c(NH₃)²)/(c(N₂)c(H₂)³)。假设起始N₂、H₂浓度分别为1mol/L，转化率为75%，则平衡时N₂剩余0.25mol/L，H₂剩余0.75mol/L，NH₃生成1.5mol/L。K=(1.5²)/(0.