2025-2026年天津市北师大版高中化学第6章化学与工业模拟试卷

2025-2026年天津市北师大版高中化学第6章化学与工业模拟试卷一、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（）A.2SO₂+O₂→2SO₃，该反应为放热、熵增的反应B.SO₃+H₂O→H₂SO₄，该反应为吸热、熵减的反应C.2SO₂+O₂→2SO₃，该反应为放热、熵减的反应D.SO₂+H₂O→H₂SO₃，该反应为吸热、熵增的反应解析：工业制硫酸的接触室中，SO₂与O₂在催化剂作用下生成SO₃，该反应为放热（ΔH<0）且气体分子数减少（熵减，ΔS<0）的熵增反应（ΔG<0），符合勒夏特列原理。选项A正确描述了反应热力学特性，B、D错误描述反应热力学性质，C错误描述熵变。2.在合成氨工业中，为提高N₂与H₂的转化率，应采取的措施是（）A.降低反应温度、减小压强B.升高反应温度、增大压强C.降低反应温度、增大压强D.升高反应温度、减小压强解析：合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃为放热（ΔH<0）、体积缩小的反应。根据勒夏特列原理，低温、高压有利于平衡正向移动，故C正确。选项A、B、D均不利于平衡移动。3.电解饱和食盐水时，阳极发生的反应是（）A.2Cl⁻→Cl₂↑+2e⁻B.2H₂O+2e⁻→H₂↑+2OH⁻C.2Na⁺+2e⁻→2NaD.4OH⁻→O₂↑+2H₂O+4e⁻解析：电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，氯离子失电子生成氯气，电极反应为2Cl⁻→Cl₂↑+2e⁻。选项A正确，B、C为阴极反应，D为电解水的阳极反应。4.在炼铁高炉中，CO还原Fe₂O₃的主要反应方程式是（）A.Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂B.Fe₂O₃+2CO→2FeO+2CO₂C.Fe₂O₃+2H₂→2Fe+3H₂OD.Fe₂O₃+C→2Fe+3CO解析：高炉炼铁中，CO作为还原剂将Fe₂O₃还原为铁，反应方程式为Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂。选项A正确，B为不完全还原，C为氢还原，D为碳直接还原。5.下列工业过程中，不属于化学变化的是（）A.石油裂解制乙烯B.煤的干馏C.水煤气制备D.水泥熟料煅烧解析：石油裂解、煤干馏、水煤气制备均涉及化学键断裂与生成，为化学变化；水泥熟料煅烧CaCO₃→CaO+CO₂为物理变化（相变），但化学性质改变。选项D正确。6.在工业上制取纯碱（索尔维法）的母液中，主要存在的离子是（）A.Na⁺、OH⁻、CO₃²⁻B.Na⁺、NH₄⁺、Cl⁻C.Ca²⁺、HCO₃⁻、Cl⁻D.K⁺、SO₄²⁻、H⁺解析：索尔维法母液为饱和氨盐溶液，主要离子为Na⁺、NH₄⁺、Cl⁻。选项B正确，A、C、D为其他工业过程的离子组成。7.在炼铝工业中，电解熔融氧化铝时需加入冰晶石（Na₃AlF₆），其作用是（）A.降低熔点B.增大导电性C.加快反应速率D.提高产物纯度解析：冰晶石可降低氧化铝熔点（约660℃→950℃），降低能耗。选项A正确，B错误（冰晶石导电性弱），C、D非其主要作用。8.下列工业生产中，利用了勒夏特列原理的是（）A.合成氨的循环操作B.电解精炼铜C.水的蒸馏D.铁的冶炼解析：合成氨反应为可逆反应，通过及时分离NH₃、及时补充原料实现平衡移动，符合勒夏特列原理。选项A正确，B、C、D为物理或电化学过程。9.在硫酸工业中，采用循环利用SO₂的原因是（）A.SO₂易燃易爆B.SO₂资源有限C.SO₂转化率低于100%D.SO₂有毒解析：SO₂转化率为约99%，存在平衡限制，需循环利用提高原料利用率。选项C正确，A、B、D非循环利用的主要原因。10.下列工业过程中，不属于原子经济性高的反应是（）A.氯碱工业电解饱和食盐水B.乙烯水化制乙醇C.煤的干馏D.合成氨反应解析：原子经济性高的反应指原料原子大部分进入目标产物。乙烯水化、合成氨为高原子经济性反应；氯碱工业中NaCl部分生成H₂、Cl₂；煤干馏为复杂热解过程，原子利用率低。选项C正确。二、填空题（本大题共10小题，每空2分，共20分）1.工业上制取硫酸的三个主要环节依次为：______、______、______。解析：接触法制硫酸的三个主要环节为：SO₂的制取（如硫磺燃烧或煅烧硫铁矿）、SO₂的催化氧化、SO₃的吸收。2.电解精炼铜时，粗铜作______极，纯铜作______极，电解液为______。解析：粗铜作阳极（失电子溶解），纯铜作阴极（Cu²⁺得电子沉积），电解液为CuSO₄-H₂SO₄溶液。3.高炉炼铁中，CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为______，该反应______（填“吸热”或“放热”）。解析：Fe₂O₃(s)+3CO(g)→2Fe(l)+3CO₂(g)，ΔH<0，为放热反应。4.索尔维法制纯碱的原料包括______、______、______。解析：原料为石灰石（CaCO₃）、氨气（NH₃）、食盐（NaCl）。5.电解熔融氯化钠时，阳极产物为______，阴极产物为______。解析：阳极产物为Cl₂，阴极产物为Na。6.石油裂解的目的是获得______，其主要产物为______和______。解析：目的是获得小分子烯烃，主要产物为乙烯和丙烯。7.在合成氨工业中，为提高原料利用率，需______（填“及时分离”或“持续补充”）NH₃。解析：需及时分离NH₃，使平衡向正向移动。8.煤的干馏是指在______条件下，将煤隔绝空气加热分解的过程。解析：隔绝空气（无氧）条件下加热。9.工业上制取硫酸铜晶体，需将硫酸铜溶液______，然后______。解析：蒸发浓缩，冷却结晶。10.电解水制氢气时，阳极反应为______，阴极反应为______。解析：阳极2H₂O→O₂↑+4H⁺+4e⁻，阴极4H⁺+4e⁻→2H₂↑。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.工业制硫酸的接触室中，升高温度可提高SO₂的转化率。解析：错误。该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低。2.电解精炼铜时，阳极比阴极失去更多的电子。解析：正确。阳极粗铜失电子溶解，阴极纯铜得电子沉积，阳极电子转移量更大。3.高炉炼铁中，CO是主要还原剂，Fe₂O₃是主要氧化物。解析：正确。CO还原Fe₂O₃是核心反应，Fe₂O₃是主要目标氧化物。4.索尔维法制纯碱过程中，母液可循环利用制备氨。解析：正确。母液通过添加石灰乳沉淀CaCl₂，氨可回收循环使用。5.电解熔融氧化铝时，需加入冰晶石以降低熔点。解析：正确。冰晶石Na₃AlF₆可降低Al₂O₃熔点约550℃。6.石油裂解的目的是获得甲烷等轻质油。解析：错误。石油裂解主要目的为获得乙烯等烯烃，甲烷为裂解汽油的副产物。7.在合成氨工业中，高压有利于提高反应速率和转化率。解析：正确。高压可增大反应速率，平衡正向移动，转化率提高。8.煤的干馏和煤的燃烧都是化学变化。解析：正确。干馏为热解，燃烧为氧化反应，均涉及化学键断裂与生成。9.工业上制取硫酸铜晶体，需在强酸性条件下进行。解析：正确。强酸性可抑制Cu²⁺水解，利于结晶。10.电解水制氢气时，阳极和阴极产物质量比为1:8。解析：正确。阳极生成O₂（32g），阴极生成H₂（2g），质量比为16:1。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述工业制硫酸的三个主要环节及其原理。解析：（1）SO₂的制取：硫磺燃烧（S+O₂→SO₂）或煅烧硫铁矿（4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂），原理为氧化反应。（2）SO₂的催化氧化：SO₂在V₂O₅催化下与O₂反应生成SO₃（2SO₂+O₂⇌2SO₃），原理为催化氧化。（3）SO₃的吸收：SO₃与浓硫酸反应生成发烟硫酸（SO₃+H₂SO₄→H₂S₂O₇），原理为酸碱反应。2.电解精炼铜时，阳极和阴极分别发生什么反应？解析：阳极：粗铜失电子溶解（Cu→Cu²⁺+2e⁻），杂质金属如Zn、Fe失电子形成阳极泥（如Zn→Zn²⁺+2e⁻）。阴极：Cu²⁺得电子沉积（Cu²⁺+2e⁻→Cu），形成纯铜。3.高炉炼铁中，CO是如何还原Fe₂O₃的？解析：CO与Fe₂O₃在高温下反应生成铁和CO₂（Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂），CO被氧化为CO₂，Fe₂O₃被还原为Fe。4.索尔维法制纯碱的化学方程式有哪些？解析：（1）氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢铵（NH₃+CO₂+H₂O→NH₄HCO₃）。（2）碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸钠（NH₄HCO₃+NaCl→NaHCO₃↓+NH₄Cl）。（3）碳酸氢钠高温分解生成纯碱（2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑）。5.电解熔融氯化钠时，为什么需要加入冰晶石？解析：纯NaCl熔点为801℃，工业电解需高温能耗高；冰晶石可降低熔点至约950℃，降低能耗，且不导电，促进Na⁺迁移。6.石油裂解的目的是什么？主要产物有哪些？解析：目的：将重质石油裂解为小分子烯烃，如乙烯、丙烯等化工原料。主要产物：乙烯（C₂H₄）、丙烯（C₃H₆）、丁二烯（C₄H₄）等烯烃。7.在合成氨工业中，为什么需要循环利用未反应的N₂和H₂？解析：合成氨反应为可逆反应（N₂+3H₂⇌2NH₃），平衡转化率有限（约15%）；循环利用未反应气体可提高原料利用率，降低成本。8.煤的干馏与煤的燃烧有何区别？解析：干馏：隔绝空气加热，为化学变化，生成焦炭、煤气、煤焦油等；燃烧：空气氧化，为物理化学变化，主要生成CO₂、H₂O等。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某工厂生产硫酸，接触室中SO₂转化率为90%，若每小时处理SO₂1000kg，计算理论上可生成多少kgSO₃？解析：SO₂摩尔质量为64g/mol，SO₃摩尔质量为80g/mol。1000kgSO₂=1000×10³/64mol≈15625molSO₂。90%转化率：15625×0.9=14062.5molSO₃。质量=14062.5×80/1000=1125kgSO₃。2.电解精炼铜时，若阳极粗铜含杂质Zn（10%）、Fe（5%），电解后阴极沉积纯铜，计算阴极沉积1kg纯铜需要转移多少电子？解析：Cu沉积反应：Cu²⁺+2e⁻→Cu。1kgCu=1000g=1000/63.5mol≈15.87molCu。转移电子=15.87×2=31.74mol电子≈1.93×10⁴C（法拉第常数96485C/mol）。3.高炉炼铁中，若CO₂的生成速率为10mol/min，计算理论上每分钟可还原多少molFe₂O₃？解析：反应方程式：Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂。3molCO₂对应1molFe₂O₃。10mol/minCO₂→10/3mol/minFe₂O₃≈3.33mol/min。4.索尔维法制纯碱过程中，若母液中NaCl浓度为300g/L，计算每吨NaCl可制备多少吨纯碱？解析：（1）NaCl摩尔质量=58.5g/mol，300g/L=300/58.5mol/L≈5.13mol/L。（2）1吨NaCl=1000kg=1000×10³/58.5mol≈17093molNaCl。（3）根据反应方程式，1molNaCl对应1molNa₂CO₃。（4）Na₂CO₃摩尔质量=106g/mol，质量=17093×106/1000≈18.2吨。5.电解熔融氧化铝时，若电流效率为95%，计算电解1吨Al₂O₃需要多少kWh电能？解析：（1）1吨Al₂O₃=1000kg=1000/102mol≈9.8molAl₂O₃。（2）Al沉积反应：Al³⁺+3e⁻→Al。（3）转移电子=9.8×3=29.4mol电子。（4）1mol电子=1Faraday=96485C。（5）总电荷=29.4×96485C≈2.84×10⁶C。（6）电流=2.84×10⁶C/(3600s×0.95)≈8.5A。（7）电能=8.5A×1000V×24h=2040kWh。6.石油裂解时，若原料中C₄H₁₀含量为20%，计算每1000kg原料可裂解生成多少kg乙烯？解析：（1）C₄H₁₀摩尔质量=58g/mol，1000kg=1000×10³/58mol≈17103molC₄H₁₀。（2）裂解反应：C₄H₁₀→C₂H₄+C₂H₆。（3）乙烯产量=17103molC₂H₄。（4）C₂H₄摩尔质量=28g/mol，质量=17103×28/1000≈478.3kg。7.合成氨工业中，若反应温度为500℃，压强为30MPa，计算平衡转化率为多少？（假设初始N₂、H₂各1mol）解析：（1）查表得500℃、30MPa下Kp≈0.4。（2）设平衡转化率为x，N₂转化0.3x，H₂转化0.9x，NH₃生成0.6x。（3）Kp=(0.6x)^2/