2026-2027年江苏省北师大版高一化学第10单元化学工业习题

2026-2027年江苏省北师大版高一化学第10单元化学工业习题一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在工业制硫酸过程中，接触室中发生的主要反应是______。A.SO₂与O₂反应生成SO₃B.SO₃与水反应生成H₂SO₄C.SO₂与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄D.SO₃与CaCO₃反应生成CaSO₄解析：工业制硫酸的核心步骤是接触法，其中SO₂在高温下与O₂催化反应生成SO₃，该反应是关键氧化过程。选项B是吸收塔反应，选项C是氨法脱硫，选项D是石膏制酸工艺，均非接触室主反应。正确答案为A。2.下列关于合成氨工业的说法错误的是______。A.合成氨采用高温高压条件以提高反应速率B.催化剂铁触媒能降低反应活化能C.空气中N₂转化为氨气的转化率接近100%D.合成氨过程中需要分离未反应的N₂和H₂解析：合成氨反应为可逆放热反应，高温不利于平衡正向移动，实际工业采用800K左右温度以兼顾速率与平衡。其他选项均正确。正确答案为A。3.电解饱和食盐水的主要产物是______。A.H₂、Cl₂、NaOHB.O₂、H₂、NaClC.H₂、O₂、NaClD.Cl₂、O₂、NaOH解析：电解饱和食盐水时，阳极生成Cl₂，阴极生成H₂，溶液中Na⁺与OH⁻结合生成NaOH，总反应为2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑。正确答案为A。4.工业上制备纯碱的主要方法是______。A.碳酸钙热分解法B.氨碱法（索尔维法）C.烧碱与二氧化碳反应法D.电解饱和食盐水法解析：工业纯碱主要采用氨碱法，通过NaCl、NH₃、CO₂反应生成Na₂CO₃。其他方法如A为实验室制备，C效率低，D无直接关联。正确答案为B。5.下列物质不属于石油分馏产物的是______。A.汽油B.煤油C.柴油D.乙醇解析：石油分馏产物包括汽油、煤油、柴油、润滑油等烃类混合物，乙醇为发酵产物。正确答案为D。6.合成氨原料氢气的工业制法主要是______。A.电解水法B.天然气重整法C.空气液化分离法D.煤焦油裂解法解析：工业制氢气主要采用天然气（CH₄）蒸汽重整法，反应为CH₄+H₂O→CO+3H₂。其他方法成本高或效率低。正确答案为B。7.下列关于硫酸工业尾气处理的说法正确的是______。A.直接排放以减少能耗B.用氨水吸收生成硫酸铵C.用石灰乳吸收生成石膏D.用活性炭吸附以脱硫解析：硫酸工业尾气SO₂常用氨水吸收生成(NH₄)₂SO₃，再氧化为(NH₄)₂SO₄；或用石灰乳吸收生成CaSO₄。活性炭吸附效果有限。正确答案为B。8.下列工艺不属于冶金过程的是______。A.烧结B.熔炼C.转炉炼钢D.电解精炼解析：冶金过程包括矿石预处理（烧结）、还原熔炼（高炉炼铁）、氧化炼钢（转炉）、金属精炼（电解精炼）。选项C属于钢铁冶炼。正确答案为C。9.下列关于氯碱工业的说法错误的是______。A.电解饱和食盐水可制备氯气B.氯气可用于制造漂白粉C.氢气主要来自电解水D.氯碱工业是化学工业的核心基础解析：氯碱工业氢气主要来自电解饱和食盐水阴极，而非纯水电解。其他选项均正确。正确答案为C。10.下列物质不属于化肥的是______。A.硫酸铵B.碳酸氢铵C.硝酸钾D.纯碱解析：化肥按元素分为氮肥、磷肥、钾肥、复合肥，硫酸铵、碳酸氢铵为氮肥，硝酸钾为复合肥。纯碱为化工原料。正确答案为D。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.工业制硫酸中，SO₂转化为SO₃的催化剂是______，该反应属于______反应（填“放热”或“吸热”）。参考答案：V₂O₅；放热解析：接触法催化剂为五氧化二钒，该反应ΔH<0，为放热反应。2.合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃，为提高平衡产率，应采取______、______措施。参考答案：高压；低温解析：该反应为气体体积缩小的放热反应，高压有利于平衡正向移动，低温提高平衡转化率。3.电解饱和食盐水时，阳极发生的电极反应式为______。参考答案：2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑解析：阳极氯离子失电子生成氯气。4.工业上用石灰石制取生石灰的化学方程式为______。参考答案：CaCO₃高温→CaO+CO₂↑解析：高温煅烧碳酸钙分解。5.石油分馏的原理是利用各组分______的差异进行分离。参考答案：沸点解析：分馏基于不同烃类沸点不同。6.氨碱法制纯碱的原料包括______、______、______。参考答案：食盐；氨气；二氧化碳解析：反应为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，再煅烧生成Na₂CO₃。7.冶炼生铁的主要原料是______、______、______。参考答案：铁矿石；焦炭；石灰石解析：高炉炼铁原料包括铁矿石（提供铁）、焦炭（燃料和还原剂）、石灰石（造渣）。8.氯气与石灰乳反应制备漂白粉的化学方程式为______。参考答案：2Cl₂+2Ca(OH)₂=Ca(ClO)₂+CaCl₂+2H₂O解析：氯气与氢氧化钙反应生成次氯酸钙。9.化肥按元素可分为______肥、______肥、______肥和______肥。参考答案：氮；磷；钾；复合解析：化肥分类基于N、P、K元素含量。10.硫酸工业中，为提高SO₂转化率，常采用______循环利用未反应的SO₂。参考答案：尾气解析：通过尾气回收系统将SO₂送回接触室。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.合成氨工业中，催化剂铁触媒的活性随温度升高而单调增加。（×）解析：铁触媒存在最佳温度区间（约800K），过高或过低活性均下降。2.石油分馏和煤的干馏都属于物理变化过程。（×）解析：煤干馏涉及热解，为化学变化。石油分馏为物理变化。3.电解饱和食盐水时，阴极发生的反应是2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻。（√）解析：阴极氢离子得电子生成氢气。4.工业制硫酸中，吸收塔采用98.3%浓硫酸是为了防止SO₃溶解时放热导致喷溅。（√）解析：浓硫酸溶解SO₃放热，稀硫酸溶解不剧烈。5.氨碱法制纯碱过程中，NaHCO₃溶解度小于Na₂CO₃，因此先结晶析出。（√）解析：碳酸氢钠溶解度较低，易结晶。6.冶炼生铁时，炉渣主要成分是CaO和SiO₂。（√）解析：石灰石分解提供CaO，与硅酸盐反应生成炉渣。7.氯气具有强氧化性，可用于杀菌消毒，但不可用于漂白纸张。（×）解析：氯气与水反应生成次氯酸，具有漂白性。8.合成氨原料氢气可通过电解水获得，但成本过高，工业上主要依赖天然气重整。（√）解析：电解水成本高，天然气重整经济性更高。9.硫酸工业尾气SO₂排放会造成酸雨，可用氨水吸收处理。（√）解析：SO₂溶于水形成亚硫酸，导致酸雨，氨水可有效脱硫。10.化肥按形态可分为颗粒肥、粉末肥和液体肥。（×）解析：按形态分类应为固体和液体，颗粒/粉末属于物理形态描述。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述合成氨工业中，高压对反应平衡和速率的影响。解答：合成氨反应N₂+3H₂⇌2NH₃为气体体积缩小的放热反应。（1）平衡影响：根据勒夏特列原理，增大压强使平衡向气体体积减小的方向移动，即正向移动，提高氨气产率。（2）速率影响：压强增大，反应物浓度增加，碰撞频率提高，正逆反应速率均增大，但正向速率增幅更显著。解析：高压既能提高平衡转化率，又能加快反应速率，但需考虑设备耐压性和能耗问题。2.解释工业上用氨水吸收SO₂制备硫酸铵的原理及反应过程。解答：氨水吸收SO₂的原理是利用SO₂与NH₃•H₂O反应生成溶解度较大的(NH₄)₂SO₃，再氧化为(NH₄)₂SO₄。反应分两步：（1）SO₂+2NH₃•H₂O=(NH₄)₂SO₃+H₂O（2)(NH₄)₂SO₃+½O₂→(NH₄)₂SO₄解析：该工艺兼具脱硫和制肥双重效益，是环保型SO₂处理方法。3.比较电解饱和食盐水与电解熔融NaCl的异同点。解答：相同点：（1）阳极均发生氯离子放电反应（2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑）；（2）阴极产物均为H₂和NaOH（或Na）。不同点：（1）电解质状态：前者为水溶液，后者为熔融盐；（2）产物比例：前者阴极生成NaOH，后者生成Na；（3）能耗：熔融电解能耗更高，但可制备高纯度金属钠。解析：两种电解方式适用于不同工业需求，饱和食盐水电解为氯碱工业主流。4.简述冶金过程中，石灰石的作用及化学原理。解答：石灰石（CaCO₃）在冶金过程中的作用是造渣剂。化学原理：（1）高温分解：CaCO₃高温→CaO+CO₂↑，提供CaO；（2）与杂质反应：CaO与矿石中的硅、磷、硫等杂质形成炉渣，如CaO+SiO₂=CaSiO₃；（3）吸收酸性气体：CaO可吸收冶炼过程中产生的CO₂、SO₂等。解析：石灰石是高炉炼铁和有色金属冶炼不可或缺的辅料。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.某硫酸厂年处理SO₂为10万吨，若SO₂转化率为90%，试计算：（1）理论上需消耗多少吨O₂？（2）若尾气中SO₂含量为0.5%（体积分数），则实际需补充多少吨SO₂？解答：（1）根据反应2SO₂+O₂→2SO₃，10万吨SO₂需O₂：10万吨×(1molSO₂/64g)×(1molO₂/2molSO₂)×(32gO₂/1molO₂)=7.8125万吨O₂。（2）转化率90%即实际转化9万吨SO₂，需补充SO₂：9万吨/0.9=10万吨。尾气SO₂量：10万吨×(1-90%)=1万吨，实际需补充：10万吨-1万吨=9万吨。解析：需考虑转化率与尾气循环利用对原料需求的影响。2.某化肥厂用氨碱法制纯碱，每日消耗食盐10吨，氨气5吨，试计算：（1）理论上每日可生成多少吨Na₂CO₃？（2）若CO₂供应不足，导致Na₂CO₃实际产量为理论值的80%，则每日需减少多少吨食盐？解答：（1）根据反应4NH₃+5O₂+CaCO₃→2Na₂CO₃+6H₂O+6N₂，氨气限制，5吨NH₃生成Na₂CO₃：5吨×(1molNH₃/17g)×(2molNa₂CO₃/4molNH₃)×(106gNa₂CO₃/1molNa₂CO₃)=6.47吨Na₂CO₃。（2）实际产量：6.47吨×80%=5.18吨，需减少食盐：10吨×(5.18/6.47)=8.0吨。解析：需根据限制反应物计算理论产量，再根据实际产量调整原料配比。3.某炼钢厂每日产生含SO₂烟气2万吨（标准状况），采用石灰乳脱硫，若脱硫效率为85%，试计算：（1）理论上需消耗多少吨CaO？（2）若石灰乳CaO浓度为15%，则每日需制备多少吨石灰乳？解答：（1）SO₂量：2万吨×(1mol/22.4L)×(1-85%)=1.792万mol，CaO消耗：1.792万mol×(1molCaO/1molSO₂)×(56gCaO/1molCaO)=1.006万吨CaO。（2）石灰乳需SO₂量：1.792万mol，需CaO：1.792万mol×(1molCaO/1molSO₂)×(56gCaO/1molCaO)=1.006万吨，石灰乳总量：1.006万吨/15%=6.71万吨。解析：需考虑脱硫效率对原料需求的影响，并计算石灰乳制备量。4.某石油炼厂年处理原油100万吨，若汽油产率为20%，煤油产率为15%，柴油产率为30%，试计算：（1）每年可分别产出多少吨汽油、煤油、柴油？（2）若柴油市场需求增加，计划将柴油产率提高到35%，则汽油和煤油产率需调整为多少？解答：（1）汽油：100万吨×20%=20万吨；煤油：100万吨×15%=15万吨；柴油：100万吨×30%=30万吨。（2）若柴油35%，总产率需调整为100%，则汽油+煤油=100%-35%=65%，汽油产率：65%×(20/65)=19.23%；煤油产率：65%×(15/65)=14.62%。解析：需通过调整各组分产率满足市场需求，同时保证总产率不变。【标准答案及解析】一、单选题1.A2.A3.A4.B5.D6.B7.B8.C9.C10.D解析示例（第1题）：工业制硫酸核心反应为SO₂+O₂⇌SO₃，该反应在接触室中由V₂O₅催化进行，属于放热反应。选项B为吸收塔反应，C为氨法脱硫，D为石膏制酸，均非接触室主反应。二、填空题