2025-2026年江苏省部编版高二化学第5课化学工业习题

2025-2026年江苏省部编版高二化学第5课化学工业习题一、单选题（总共10题，每题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、可逆的气相反应，需要催化剂和高温条件B.SO₃+H₂O→H₂SO₄，该反应为放热、不可逆的液相反应，常用于吸收塔C.2H₂+O₂→2H₂O，该反应为放热、可逆的气相反应，但与硫酸制备无关D.2SO₃+2H₂O→2H₂SO₄+O₂，该反应为吸热、不可逆的液相反应，工业上不采用参考答案：A解析：工业制硫酸的接触室主要发生SO₂与O₂的催化氧化反应，该反应是放热、可逆的气相反应，需要V₂O₅催化剂和400-500℃高温条件。选项B描述的是SO₃吸收过程，发生在吸收塔；选项C为氢气制备反应；选项D的反应方程式错误且工业上不采用。正确选项A准确描述了接触室的核心反应特征。2.电解饱和食盐水制备氯气的过程中，阳极发生的反应是（）。A.2Cl⁻→Cl₂↑+2e⁻，该反应为氧化反应，氯离子失去电子生成氯气B.2H₂O+2e⁻→H₂↑+2OH⁻，该反应为还原反应，水分子得到电子生成氢气C.2Na⁺+2e⁻→2Na，该反应为还原反应，钠离子得到电子生成金属钠D.4OH⁻→O₂↑+2H₂O+4e⁻，该反应为氧化反应，氢氧根离子失去电子生成氧气参考答案：A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。阴极发生还原反应生成氢气和氢氧根离子。选项B为阴极反应；选项C错误，钠离子不参与电解过程；选项D描述的是强碱性条件下阳极反应，但工业电解饱和食盐水阳极产物为氯气。正确选项A准确描述了阳极核心反应。3.合成氨工业中，为了提高N₂转化率，应采取的措施是（）。A.降低温度、增大压强，因为该反应为放热、体积缩小的可逆反应B.升高温度、降低压强，因为该反应为吸热、体积扩大的可逆反应C.增大N₂浓度、移走NH₃，根据勒夏特列原理促进平衡正向移动D.延长反应时间，因为反应速率与转化率成正比关系参考答案：C解析：合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃为放热、体积缩小的可逆反应。提高转化率应降低温度、增大压强、及时移走产物NH₃或增大反应物浓度。选项A正确但未全面；选项B错误，该反应为放热、体积缩小；选项D错误，延长反应时间仅提高反应速率，不直接提高转化率。正确选项C综合了浓度控制和产物移走措施。4.在工业上用石灰石制取生石灰的过程中，发生的反应类型及能量变化是（）。A.CaCO₃→CaO+CO₂↑，该反应为吸热、分解反应，常在高温窑炉中进行B.CaO+H₂O→Ca(OH)₂，该反应为放热、化合反应，可用于干燥气体C.CaCO₃+2HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑，该反应为放热、复分解反应，实验室常用D.CaO+CO₂→CaCO₃，该反应为放热、化合反应，可用于CO₂吸收参考答案：A解析：工业上用石灰石高温煅烧制备生石灰，反应为CaCO₃→CaO+CO₂↑，该反应是吸热、分解反应，需要约900℃高温。选项B为生石灰与水反应；选项C为酸碱反应，实验室常用；选项D为CO₂与生石灰反应。正确选项A准确描述了工业制取生石灰的核心反应特征。5.侯氏制碱法中，母液中回收氨气的化学方程式是（）。A.NH₃+H₂O+CO₂→NH₄HCO₃，该反应用于合成氨原料气B.2NH₃+CO₂+H₂O→(NH₄)₂CO₃，该反应为碳酸铵生成过程C.NH₃+CO₂+NaCl→NH₄Cl+NaHCO₃↓，该反应为母液处理过程D.2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，该反应用于母液中回收氨气参考答案：D解析：侯氏制碱法母液处理中，通过加入Ca(OH)₂沉淀CaCl₂，同时回收氨气，反应为2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O。选项A为合成氨原料气制备；选项B为碳酸铵合成；选项C为母液与NaCl反应生成NaHCO₃。正确选项D准确描述了母液回收氨气的核心反应。6.在炼铁高炉中，CO还原Fe₂O₃的主要反应方程式是（）。A.Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂，该反应为放热、氧化还原反应B.Fe₂O₃+2C→2Fe+3CO↑，该反应为放热、置换反应，工业上不采用C.Fe₂O₃+2H₂→2Fe+3H₂O，该反应为吸热、置换反应，实验室常用D.Fe₂O₃+3H₂O→2Fe(OH)₃+3H₂，该反应为水解反应，高炉中不发生参考答案：A解析：高炉炼铁中，CO作为还原剂将Fe₂O₃还原为铁，主要反应为Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂，该反应是放热、氧化还原反应。选项B使用碳作还原剂工业上不经济；选项C使用氢气实验室常用；选项D为水解反应，高炉中不发生。正确选项A准确描述了高炉核心还原反应。7.在石油炼制过程中，催化裂化的目的是（）。A.将重质油裂解为轻质油，提高汽油产率，主要在高温条件下进行B.将轻质油氧化为重质油，增加柴油产率，主要在低温条件下进行C.将原油分馏为不同沸点范围的产物，如汽油、煤油、柴油等D.将饱和烃转化为不饱和烃，提高烯烃产率，主要在催化剂作用下进行参考答案：A解析：石油催化裂化是将重质油在催化剂作用下裂解为轻质油（尤其是汽油），提高轻质油产率，主要在500-550℃高温条件下进行。选项B描述的是氧化过程；选项C为石油分馏；选项D为催化裂解。正确选项A准确描述了催化裂化的核心目的。8.在合成聚乙烯的过程中，使用的单体及反应类型是（）。A.CH₂=CH₂，加聚反应，通过自由基引发链增长B.CH≡CH，加聚反应，通过离子开环聚合C.CH₂=CHCl，加聚反应，通过配位阴离子聚合D.CH₂=CH₂，缩聚反应，生成高分子并释放小分子参考答案：A解析：合成聚乙烯的单体为乙烯（CH₂=CH₂），通过加聚反应（自由基聚合）生成高分子链。选项B为乙炔聚合；选项C为氯乙烯聚合；选项D错误，聚乙烯为加聚反应。正确选项A准确描述了聚乙烯合成过程。9.在硫酸工业中，吸收塔中发生的主要反应是（）。A.SO₃+H₂O→H₂SO₄，该反应为放热、不可逆反应，生成液态硫酸B.SO₂+H₂O→H₂SO₃，该反应为放热、可逆反应，生成亚硫酸C.SO₃+NH₃→(NH₄)₂SO₄，该反应为吸收SO₃的另一种方法，工业上不常用D.SO₂+O₂→SO₃，该反应为接触室反应，吸收塔中不发生参考答案：B解析：硫酸工业吸收塔中，SO₃与水反应生成亚硫酸（SO₂+H₂O⇌H₂SO₃），该反应为放热、可逆反应。实际工业中常用98.3%浓硫酸吸收SO₃生成发烟硫酸。选项A描述的是SO₃直接与水反应，工业上不直接使用；选项C为氨法吸收；选项D为接触室反应。正确选项B准确描述了吸收塔核心反应。10.在电解精炼铜的过程中，阳极和阴极分别发生（）。A.阳极：Cu→Cu²⁺+2e⁻，阴极：Cu²⁺+2e⁻→CuB.阳极：Fe→Fe²⁺+2e⁻，阴极：Cu²⁺+2e⁻→CuC.阳极：Zn→Zn²⁺+2e⁻，阴极：Cu²⁺+2e⁻→CuD.阳极：Cu→Cu²⁺+2e⁻，阴极：H⁺+e⁻→H₂↑参考答案：A解析：电解精炼铜时，阳极粗铜失去电子溶解（Cu→Cu²⁺+2e⁻），阴极纯铜离子得到电子沉积（Cu²⁺+2e⁻→Cu）。杂质金属（如Fe、Zn）比铜活泼，优先溶解。选项B、C描述了杂质金属溶解；选项D阴极错误，精炼铜时阴极只发生Cu²⁺还原。正确选项A准确描述了电解过程。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.工业上用氨催化氧化法制取硝酸，反应方程式为______，该反应需要催化剂______和适宜的温度______℃。参考答案：4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O；V₂O₅；400-500解析：氨氧化制硝酸的工业反应为4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O，催化剂为V₂O₅，温度控制在400-500℃以平衡反应速率和转化率。2.电解饱和食盐水时，阳极产物为______，阴极产物为______，总反应方程式为______。参考答案：Cl₂；H₂；2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑解析：阳极2Cl⁻→Cl₂↑+2e⁻，阴极2H₂O+2e⁻→H₂↑+2OH⁻，总反应为2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑。3.合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃为______反应，为了提高平衡转化率应______温度、______压强。参考答案：可逆；降低；增大解析：合成氨为可逆放热反应，提高转化率应降低温度（平衡正向移动）、增大压强（平衡正向移动）。4.工业上用石灰石制取生石灰，反应方程式为______，该反应属于______反应，需要______条件。参考答案：CaCO₃→CaO+CO₂↑；分解；高温解析：石灰石高温煅烧为分解反应，需要900℃左右高温。5.侯氏制碱法中，母液中回收氨气的化学方程式为______，该反应的目的是______。参考答案：2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；提高氨的利用率解析：通过Ca(OH)₂沉淀CaCl₂，同时回收氨气，提高原料利用率。6.高炉炼铁中，CO还原Fe₂O₃的主要反应方程式为______，该反应中氧化剂为______，还原剂为______。参考答案：Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂；Fe₂O₃；CO解析：Fe₂O₃为氧化剂，CO为还原剂，反应生成铁和二氧化碳。7.石油炼制过程中，催化裂化的目的是______，主要使用的催化剂为______。参考答案：将重质油裂解为轻质油（提高汽油产率）；分子筛或硅铝催化剂解析：催化裂化将重油裂解为轻油，常用分子筛催化剂。8.合成聚乙烯的单体为______，该反应属于______反应，常用的聚合方式为______。参考答案：CH₂=CH₂；加聚；自由基聚合解析：聚乙烯由乙烯通过加聚反应（自由基聚合）合成。9.硫酸工业中，接触室中发生的主要反应为______，该反应需要催化剂______和______条件。参考答案：2SO₂+O₂→2SO₃；V₂O₅；400-500℃高温解析：SO₂催化氧化为SO₃，需V₂O₅催化剂和高温条件。10.电解精炼铜时，阳极发生的反应为______，阴极发生的反应为______。参考答案：Cu→Cu²⁺+2e⁻；Cu²⁺+2e⁻→Cu解析：阳极粗铜溶解，阴极纯铜离子沉积。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.合成氨工业中，升高温度可以提高N₂转化率。（×）解析：合成氨为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率降低。2.电解饱和食盐水时，阳极和阴极产物分别为氯气和氢气。（√）解析：阳极Cl₂↑，阴极H₂↑，符合电解原理。3.工业上用石灰石制取生石灰，该反应为放热反应。（×）解析：CaCO₃分解为吸热反应，需要高温条件。4.侯氏制碱法中，母液中回收氨气是通过加热(NH₄)₂CO₃分解。（×）解析：母液回收氨气通过Ca(OH)₂反应，不是(NH₄)₂CO₃分解。5.高炉炼铁中，CO还原Fe₂O₃是体积缩小的反应。（√）解析：Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂，反应前后气体分子数减少。6.石油炼制过程中，催化裂化的目的是提高柴油产率。（×）解析：催化裂化主要提高汽油产率，柴油产率相对降低。7.合成聚乙烯的单体为乙烯，该反应属于缩聚反应。（×）解析：聚乙烯为加聚反应（自由基聚合），无小分子生成。8.硫酸工业中，吸收塔中SO₃直接与水反应生成硫酸。（×）解析：SO₃直接与水反应会形成酸雾，工业上用浓硫酸吸收。9.电解精炼铜时，阳极比阴极更活泼的金属会先溶解。（√）解析：阳极粗铜中杂质金属比铜活泼会优先溶解。10.工业上用氨催化氧化法制取硝酸，该反应为可逆反应。（√）解析：氨氧化为可逆放热反应，存在化学平衡。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述工业上合成氨的原料来源及主要工艺流程。参考答案：原料来源：氮气来自空气分离（物理方法液化空气分离），氢气来自水煤气变换（CH₄+H₂O→CO+3H₂）或天然气重整。工艺流程：①原料气制备（氮气液化分离、水煤气变换等）；②压缩；③催化合成（H₂+N₂⇌2NH₃，V₂O₅催化剂，400-500℃）；④分离提纯（低温分离NH₃）。解析：需涵盖原料来源（空气制氮、水煤气制氢）和核心工艺（压缩、催化合成、分离）。2.解释侯氏制碱法中母液回收氨气的原因及原理。参考答案：原因：母液中氨气浓度低，直接回收效率低，通过化学反应提高氨浓度。原理：加入Ca(OH)₂沉淀CaCl₂，同时生成氨气，反应为2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，使氨气以气体形式逸出，提高氨的利用率。解析：需说明回收目的和化学反应原理。3.比较高炉炼铁和电解精炼铜的原理异同点。参考答案：相同点：均利用还原剂（CO和电解阴极）将金属氧化物还原为金属单质。不同点：①还原条件不同（高炉高温、电解低温）；②还原剂来源不同（高炉CO为副产物、电解阴极H⁺来自电解水）；③金属纯度不同（高炉铁为粗铁、电解铜为纯铜）。解析：需从还原条件、还原剂、产物纯度等方面比较。4.简述硫酸工业中接触室和吸收塔的设计特点及原因。参考答案：接触室：①高温（400-500℃）以平衡反应速率和转化率；②催化剂（V₂O₅）以加快反应；③结构为多级触媒床以充分接触。吸收塔：①浓硫酸吸收SO₃以避免酸雾；②分步吸收以降低酸浓度；③塔内填料以增加接触面积。解析：需分别说明两部分的工艺特点及原因。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.某工厂用氨催化氧化法制取硝酸，每小时处理100m³（标准状况）空气，已知空气中氮气含量为78%，氧气含量为21%，反应转化率为80%。试计算：（1）理论上每小时可生成多少摩尔的硝酸？（2）若实际生产中硝酸产率为90%，则实际生成多少摩尔的硝酸？（3）若反应放热为180kJ/mol，则每小时放出多少热量？参考答案：（1）氮气摩尔数：100m³×78%×1/22.4=34.82mol，生成硝酸摩尔数：34.82mol×80%×2/1=55.79mol（2）实际产率：55.79mol×90%=50.21mol（3）热量：55.79mol×180kJ/mol=10.04×10⁴kJ解析：需分别计算理论产量、实际产量和热量。2.某炼铁高炉每天处理100吨含Fe₂O₃80%的矿石，假设CO还原Fe₂O₃的转化率为90%，试计算：（1）理论上需要多少摩尔的CO？（2）若CO的利用率为85%，则实际需要多少摩尔的CO？（3）若CO来自焦炭燃烧（C+O₂→CO₂，CO₂+C→2CO），理论上需要多少吨焦炭？参考答案：（1）Fe₂O₃摩尔数：100t×80%×1/160=5t=5×10⁴mol，CO摩尔数：5×10⁴mol×3/2×90%=6.75×10⁴mol（2）实际CO：6.75×10⁴mol/85%=7.94×10⁴mol（3）焦炭需求：CO来自CO₂+CO，CO₂来自C+O₂，需C：7.94×10⁴mol/2=3.97×10⁴mol，质量：3.97×10⁴mol×12/100=476.4kg解析：需分别计算CO需求、实际需求和焦炭需求。3.某石油炼厂每天处理100吨原油，已知原油组成（质量分数）为：汽油15%，煤油20%，柴油30%，重油35%。若通过催化裂化将重油转化率为50%，试计算：（1）理论上可生成多少吨汽油？（2）若柴油产率为80%，则实际生成多少吨柴油？（3）若汽油产率为90%，则实际生成多少吨汽油？参考答案：（1）重油量：100t×35%=35t，汽油理论：35t×50%×2/1=35t（2）柴油实际：35t×50%×80%=14t（3）汽油实际：35t×50%×90%=15.75t解析：需分别计算汽油、柴油的理论和实际产量。4.某硫酸厂每天生产100吨98%硫酸，采用接触法生产，已知SO₂转化率为95%，试计算：（1）理论上需要多少吨的SO₂？（2）若SO₂的利用率为90%，则实际需要多少吨的SO