2026年人教版高中化学选修第五十二册化学工业基础专项训练习题及答案

2026年人教版高中化学选修第五十二册化学工业基础专项训练习题及答案第1页共1页2026年人教版高中化学选修第五十二册化学工业基础专项训练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.在合成氨工业中，为了提高氮气的转化率，通常采用的方法是A.降低温度、增大压强B.升高温度、降低压强C.降低温度、降低压强D.升高温度、增大压强参考答案：A2.下列关于合成氨反应的描述，正确的是A.该反应是放热反应，升高温度有利于正反应进行B.该反应是吸热反应，降低温度有利于正反应进行C.该反应是放热反应，降低温度有利于正反应进行D.该反应是吸热反应，升高温度有利于正反应进行参考答案：C3.在合成氨工业中，常用的催化剂是A.氧化铁B.氧化铜C.铁触媒D.镍触媒参考答案：C4.在合成氨工业中，原料气通常采用氮气和氢气的混合物，其体积比约为A.1:3B.3:1C.1:1D.2:1参考答案：A5.在合成氨工业中，为了提高氢气的产率，通常采用的方法是A.增大反应温度B.降低反应温度C.增大反应压强D.降低反应压强参考答案：C6.在合成氨工业中，为了提高氨气的产率，通常采用的方法是A.增大反应温度B.降低反应温度C.增大反应压强D.降低反应压强参考答案：B7.在合成氨工业中，为了提高反应速率，通常采用的方法是A.增大反应温度B.降低反应温度C.增大反应压强D.降低反应压强参考答案：C8.在合成氨工业中，为了提高原料的利用率，通常采用的方法是A.增大反应温度B.降低反应温度C.增大反应压强D.降低反应压强参考答案：B9.在合成氨工业中，为了提高产品的纯度，通常采用的方法是A.增大反应温度B.降低反应温度C.增大反应压强D.降低反应压强参考答案：D10.在合成氨工业中，为了提高设备的利用率，通常采用的方法是A.增大反应温度B.降低反应温度C.增大反应压强D.降低反应压强参考答案：C二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.在合成氨工业中，为了提高氮气的转化率，通常采用的方法是______。参考答案：及时分离出氨气2.下列关于合成氨反应的描述，正确的是______。参考答案：在高温高压条件下进行3.在合成氨工业中，常用的催化剂是______。参考答案：铁触媒4.在合成氨工业中，原料气通常采用氮气和氢气的混合物，其体积比约为______。参考答案：3:15.在合成氨工业中，为了提高氢气的产率，通常采用的方法是______。参考答案：循环使用未反应的氢气6.在合成氨工业中，为了提高氨气的产率，通常采用的方法是______。参考答案：及时分离出氨气7.在合成氨工业中，为了提高反应速率，通常采用的方法是______。参考答案：增大压强8.在合成氨工业中，为了提高原料的利用率，通常采用的方法是______。参考答案：循环使用未反应的氮气和氢气9.在合成氨工业中，为了提高产品的纯度，通常采用的方法是______。参考答案：冷却分离出未反应的原料10.在合成氨工业中，为了提高设备的利用率，通常采用的方法是______。参考答案：优化操作条件三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.合成氨工业中，采用高压条件的主要目的是提高氮气的转化率。参考答案：√2.在合成氨反应中，催化剂的作用是改变反应的活化能。参考答案：√3.氮气在常温常压下的化学性质非常活泼，容易与其他物质发生反应。参考答案：×4.氢气是一种无色无味的气体，具有可燃性，但无毒。参考答案：√5.在合成氨工业中，为了提高氢气的产率，通常采用的方法是降低反应温度。参考答案：×6.氨气是一种无色有刺激性气味的气体，溶于水后形成氨水，具有碱性。参考答案：√7.在合成氨反应中，原料气通常采用氮气和氢气的混合物，其体积比约为1:3。参考答案：√8.合成氨反应是一个放热反应，因此升高温度有利于提高氨气的产率。参考答案：×9.在合成氨工业中，常用的催化剂是铁基催化剂。参考答案：√10.合成氨工业中，为了提高设备的利用率，通常采用的方法是连续生产。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述合成氨工业中采用高压条件的主要目的。参考答案：提高氮气的转化率。2.解释为什么合成氨反应需要使用催化剂，并简述其作用原理。参考答案：改变反应的活化能，提高反应速率。3.列举三种常见的工业气体，并说明它们在化学工业中的应用。参考答案：氧气，用于钢铁冶炼和医疗急救；氮气，用于食品包装和制冷；氢气，用于合成氨和燃料电池。4.简述电解饱和食盐水的主要产物及其工业用途。参考答案：主要产物是氯气、氢气和氢氧化钠，氯气用于制造盐酸和漂白粉，氢气用于合成氨和燃料电池，氢氧化钠用于造纸和纺织工业。5.解释为什么氯碱工业中采用隔膜法电解饱和食盐水。参考答案：防止氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，提高氢氧化钠的纯度。6.比较氨气与氯化氢气体的物理性质差异，并说明其原因。参考答案：氨气易液化，常温下为无色气体，有刺激性气味，密度比空气小；氯化氢气体易溶于水，常温下为无色气体，有强烈的刺激性气味，密度比空气大。7.简述硫酸工业中三氧化硫吸收塔的作用。参考答案：吸收三氧化硫，防止其与空气中的水蒸气接触形成酸雾，提高硫酸的产率。8.解释为什么硫酸工业中采用接触法生产硫酸。参考答案：三氧化硫易吸水形成酸雾，接触法可以避免直接用水吸收，提高反应效率和硫酸的产率。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.某化工厂利用合成氨反应生产化肥，已知该厂每天消耗氮气和氢气的体积比为1:3，反应转化率为80%。如果每天需要生产含氨气90%的氨水100吨，请计算每天至少需要消耗多少立方米的氮气（标准状况下）和氢气（标准状况下）？假设氨水的密度为1.0g/cm³。参考答案：氮气：5600m³；氢气：16800m³2.在硫酸工业中，三氧化硫的吸收塔通常采用98%的浓硫酸进行吸收。现有100吨98%的浓硫酸，计划用于吸收三氧化硫。如果吸收过程中三氧化硫的转化率为95%，请计算最多能吸收多少吨三氧化硫？假设吸收后的溶液密度为1.8g/cm³。参考答案：三氧化硫：98吨3.某工厂生产纯碱，采用索尔维法工艺。已知每生产1吨纯碱，需要消耗2吨氨气和1.5吨二氧化碳。如果该工厂计划每天生产500吨纯碱，请计算每天需要消耗多少吨氨气和二氧化碳？参考答案：氨气：1000吨；二氧化碳：750吨4.在氯碱工业中，电解饱和食盐水可以生产氯气、氢气和氢氧化钠。已知某工厂每天电解饱和食盐水100吨，电解过程中氯气的转化率为90%。请计算每天能生产多少吨氯气？假设饱和食盐水的密度为1.05g/cm³。参考答案：氯气：54吨5.某化工厂生产硝酸，采用奥斯特瓦尔德法工艺。已知每生产1吨硝酸，需要消耗3吨氨气和4吨氧气。如果该工厂计划每天生产600吨硝酸，请计算每天需要消耗多少吨氨气和氧气？参考答案：氨气：1800吨；氧气：2400吨6.在合成氨反应中，催化剂的作用是提高反应速率。已知某工厂使用铁基催化剂进行合成氨反应，催化剂的活性为85%。如果该工厂每天需要生产1000吨氨气，请计算每天至少需要消耗多少吨铁基催化剂？参考答案：铁基催化剂：200吨7.在硫酸工业中，接触法生产硫酸的过程中，三氧化硫的转化率为98%。已知某工厂每天生产200吨硫酸，请计算每天能转化多少吨三氧化硫？假设三氧化硫的密度为2.0g/cm³。参考答案：三氧化硫：196吨8.在氯碱工业中，电解饱和食盐水可以生产氯气、氢气和氢氧化钠。已知某工厂每天电解饱和食盐水100吨，电解过程中氢气的转化率为95%。请计算每天能生产多少吨氢气？假设饱和食盐水的密度为1.05g/cm³。参考答案：氢气：45吨标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，增大压强也有利于平衡向正反应方向移动。因此，降低温度、增大压强有利于提高氮气的转化率。2.参考答案：C解析：本题考查合成氨反应的热效应。合成氨反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向正反应方向移动。因此，降低温度有利于正反应进行。3.参考答案：C解析：本题考查合成氨反应的催化剂。合成氨工业中常用的催化剂是铁触媒，铁触媒可以提高反应速率，使反应在较低温度下进行。4.参考答案：A解析：本题考查合成氨反应的原料配比。合成氨反应的原料气通常采用氮气和氢气的混合物，其体积比约为1:3，这是因为氮气和氢气在合成氨反应中的化学计量数比为1:3。5.参考答案：C解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是体积缩小的反应，根据勒夏特列原理，增大压强有利于平衡向正反应方向移动，因此增大反应压强可以提高氢气的产率。6.参考答案：B解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，因此降低反应温度可以提高氨气的产率。7.参考答案：C解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是体积缩小的反应，根据勒夏特列原理，增大压强有利于平衡向正反应方向移动，因此增大反应压强可以提高反应速率。8.参考答案：B解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，因此降低反应温度可以提高原料的利用率。9.参考答案：D解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，因此降低反应压强可以提高产品的纯度。10.参考答案：C解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应是体积缩小的反应，根据勒夏特列原理，增大压强有利于平衡向正反应方向移动，因此增大反应压强可以提高设备的利用率。二、填空题1.参考答案：及时分离出氨气解析：本题考查合成氨工业中提高氮气转化率的措施。合成氨反应是可逆反应，根据勒夏特列原理，及时将生成的氨气分离，可以使平衡向正向移动，从而提高氮气的转化率。其他方法如降低温度、增大压强等虽然也能提高转化率，但分离出氨气是最直接有效的方法。2.参考答案：在高温高压条件下进行解析：本题考查合成氨反应的条件。合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)是一个放热且体积缩小的反应，需要在高温高压条件下进行才能提高反应速率和产率。高温有利于平衡向正向移动，高压有利于提高转化率。3.参考答案：铁触媒解析：本题考查合成氨工业的催化剂。工业上合成氨通常使用铁触媒，其主要成分是铁，还含有氧化铝、氧化钾等助催化剂，可以大大提高反应速率。4.参考答案：3:1解析：本题考查合成氨工业的原料配比。合成氨的原料是氮气和氢气，根据反应方程式N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，氮气和氢气的体积比应为1:3，但在实际生产中，为了提高氢气的利用率，通常将氮气过量，体积比约为3:1。5.参考答案：循环使用未反应的氢气解析：本题考查提高氢气产率的方法。在合成氨过程中，氢气是过量的，反应后未反应的氢气可以循环使用，这样可以提高氢气的利用率，从而提高氢气的产率。6.参考答案：及时分离出氨气解析：本题考查提高氨气产率的方法。与提高氮气转化率的方法相同，及时将生成的氨气分离，可以使平衡向正向移动，从而提高氨气的产率。7.参考答案：增大压强解析：本题考查提高反应速率的方法。根据反应速率理论，增大压强可以提高反应速率。在合成氨工业中，通过增大压强可以提高反应速率和产率。8.参考答案：循环使用未反应的氮气和氢气解析：本题考查提高原料利用率的方法。在合成氨过程中，氮气和氢气是过量的，反应后未反应的氮气和氢气可以循环使用，这样可以提高原料的利用率。9.参考答案：冷却分离出未反应的原料解析：本题考查提高产品纯度的方法。在合成氨过程中，未反应的原料可以通过冷却分离出来，这样可以提高产品的纯度。10.参考答案：优化操作条件解析：本题考查提高设备利用率的方法。通过优化操作条件，如温度、压力、原料配比等，可以提高设备的利用率，从而提高生产效率。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查合成氨工业中的高压条件。采用高压条件可以增大氮气和氢气的浓度，从而提高氮气的转化率。高压有利于平衡向生成氨气的方向移动，因此采用高压条件是提高氮气转化率的有效方法。2.参考答案：√解析：本题考查催化剂的作用。催化剂通过降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变反应的平衡常数。因此，催化剂的作用是改变反应的活化能，提高反应速率。3.参考答案：×解析：本题考查氮气的化学性质。氮气在常温常压下的化学性质非常稳定，不易与其他物质发生反应，这是由于氮气分子中存在三键，键能较大。因此，氮气在常温常压下的化学性质非常稳定，不容易与其他物质发生反应。4.参考答案：√解析：本题考查氢气的物理性质和化学性质。氢气是一种无色无味的气体，具有可燃性，但无毒。氢气在空气中燃烧会产生水，不会产生有毒气体。因此，氢气是一种无色无味的气体，具有可燃性，但无毒。5.参考答案：×解析：本题考查合成氨反应中的温度影响。合成氨反应是一个放热反应，降低温度有利于平衡向生成氨气的方向移动，从而提高氨气的产率。因此，为了提高氢气的产率，通常采用的方法是降低反应温度，而不是升高温度。6.参考答案：√解析：本题考查氨气的物理性质和化学性质。氨气是一种无色有刺激性气味的气体，溶于水后形成氨水，具有碱性。氨水可以与酸发生中和反应，因此具有碱性。因此，氨气是一种无色有刺激性气味的气体，溶于水后形成氨水，具有碱性。7.参考答案：√解析：本题考查合成氨反应的原料气配比。合成氨反应的原料气通常采用氮气和氢气的混合物，其体积比约为1:3。这是因为合成氨反应的化学方程式为N₂+3H₂⇌2NH₃，因此氮气和氢气的体积比约为1:3。8.参考答案：×解析：本题考查合成氨反应的温度影响。合成氨反应是一个放热反应，升高温度有利于反应向吸热方向移动，即不利于氨气的生成。因此，为了提高氨气的产率，通常采用的方法是降低反应温度，而不是升高温度。9.参考答案：√解析：本题考查合成氨反应的催化剂。在合成氨工业中，常用的催化剂是铁基催化剂，如铁-铝-氧催化剂。铁基催化剂可以有效地降低反应的活化能，提高反应速率。因此，在合成氨工业中，常用的催化剂是铁基催化剂。10.参考答案：√解析：本题考查合成氨工业中的设备利用率。连续生产可以提高设备的利用率，减少设备空闲时间，从而提高生产效率。因此，在合成氨工业中，为了提高设备的利用率，通常采用的方法是连续生产。四、简答题1.参考答案：提高氮气的转化率。解析：本题考查合成氨工业中高压条件的目的。合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)是体积缩小的放热反应，根据勒夏特列原理，增大压强有利于平衡向气体体积减小的方向移动，从而提高氮气的转化率。同时，高压也有利于提高反应速率和氨气的产率。2.参考答案：改变反应的活化能，提高反应速率。解析：本题考查合成氨反应中催化剂的作用。合成氨反应活化能较高，反应速率较慢，工业上使用铁基催化剂（如Fe-K-O）可以降低反应的活化能，从而显著提高反应速率，在较低温度下就能达到较快的反应速率。3.参考答案：氧气，用于钢铁冶炼和医疗急救；氮气，用于食品包装和制冷；氢气，用于合成氨和燃料电池。解析：本题考查常见工业气体的应用。氧气具有助燃性，广泛用于钢铁冶炼和医疗急救；氮气化学性质稳定，常用于食品包装防腐和制冷剂；氢气具有可燃性，可用于合成氨工业和作为清洁能源的燃料电池。4.参考答案：主要产物是氯气、氢气和氢氧化钠，氯气用于制造盐酸和漂白粉，氢气用于合成氨和燃料电池，氢氧化钠用于造纸和纺织工业。解析：本题考查电解饱和食盐水的主要产物及其用途。电解饱和食盐水（NaCl溶液）的化学方程式为2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，产物氯气用于制造盐酸和漂白粉，氢气用于合成氨和燃料电池，氢氧化钠用于造纸、纺织等工业。5.参考答案：防止氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，提高氢氧化钠的纯度。解析：本题考查氯碱工业中隔膜法的作用。氯碱工业中，若不使用隔膜，氯气会与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，影响氢氧化钠的纯度。隔膜（如隔膜电解槽）可以阻止氯气与氢氧化钠接触，从而提高氢氧化钠的纯度。6.参考答案：氨气易液化，常温下为无色气体，有刺激性气味，密度比空气小；氯化氢气体易溶于水，常温下为无色气体，有强烈的刺激性气味，密度比空气大。解析：本题考查氨气与氯化氢气体的物理性质差异。氨气分子间存在氢键，易液化，常温下为无色气体，有刺激性气味，密度比空气小。氯化氢分子间作用力较弱，易溶于水，常温下为无色气体，有强烈的刺激性气味，密度比空气大。其性质差异主要源于分子间作用力和分子结构的不同。7.参考答案：吸收三氧化硫，防止其与空气中的水蒸气接触形成酸雾，提高硫酸的产率。解析：本题考查硫酸工业中三氧化硫吸收塔的作用。三氧化硫与水直接接触会形成酸雾，影响吸收效率。三氧化硫吸收塔通常使用浓硫酸吸收三氧化硫，生成发烟硫酸，防止酸雾形成，提高硫酸的产率。8.参考答案：三氧化硫易吸水形成酸雾，接触法可以避免直接用水吸收，提高反应效率和硫酸的产率。解析：本题考查硫酸工业中采用接触法的原因。三氧化硫易吸水形成酸雾，直接用水吸收会导致反应剧烈，难以控制，且效率低。接触法通过使用浓硫酸吸收三氧化硫，避免了酸雾的形成，提高了反应效率和硫酸的产率。五、应用题1.参考答案：氮气：5600m³；氢气：16800m³解析：本题考查合成氨反应的化学计量。首先计算氨水的质量：100吨×90%=90吨。氨气的摩尔质量为17g/mol，水的摩尔质量为18g/mol，因此氨水的摩尔质量为(17+18)g/mol=35g/mol。90吨氨水的摩尔数为90吨×10^6g/t÷35g/mol≈2.57×10^6mol。根据化学方程式N₂+3H₂→2NH₃，每2摩尔NH₃需要1摩尔N₂和3摩尔H₂，因此需要的N₂摩尔数为2.57×10^6mol÷2≈1.285×10^6mol，H₂摩尔数为3.855×10^6mol。标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol，因此N₂体积为1.285×10^6mol×22.4L/mol≈5.7×10^7L=5700m³，H₂体积为3.855×10^6mol×22.4L/mol≈1.7×10^8L=17000m³。考虑到转化率为80%，实际需要的N₂体积为5700m³÷80%≈7125m³，H₂体积为17000m³÷80%≈21250m³。2.参考答案：三氧化硫：98吨解析：本题考查三氧化硫的吸收。100吨98%的浓硫酸含有98吨纯硫酸，纯硫酸的摩尔质量为98g/mol，因此纯硫酸的摩尔数为98吨×10^6g/t÷98g/mol=10^6mol。根据化学方程式SO₃+H₂SO₄→H₂SO₄•SO₃，每1摩尔SO₃需要1摩尔H₂SO₄，因此最多能吸收的SO₃摩尔数为10^6mol。SO₃的摩尔质量为80g/mol，因此最多能吸收的SO₃质量为10^6mol×80g/mol=80吨。考虑到转化率为95%，实际能吸收的SO₃质量为80吨×95%=76吨。3.参考答案：氨气：1000吨；二氧化碳：750吨解析：本题考查索尔维法生产纯碱的化学计量。每生产1吨纯碱需要消耗2吨氨气和1.5吨二氧化碳，因此生产500吨纯碱需要消耗氨气500吨×2=1000吨，二氧化碳500吨×1.5=750吨。4.参考答案：氯气：54吨解析：本题考查氯碱工业的化学计量。100吨饱和食盐水含有100吨×1.05g/cm³=1.05×10^8g=1.05×10^4kg=10.5吨水。水的摩尔质量为18g/mol，因此水的摩尔数为10.5吨×10^6g/t÷18g/mol≈5.83×10^5mol。根据化学方程式2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂+Cl₂，每2摩尔NaCl产生1摩尔Cl₂，因此Cl₂的摩尔数为5.83×10^5mol÷2≈2.92×10^5mol。Cl₂的摩尔质量为71g/mol，因此Cl₂的质量为2.92×10^5mol×71g/mol≈2.07×10^7g=20.7吨。考虑到转化率为90%，实际能生产的Cl₂质量为20.7吨×90%=18.63吨。5.参考答案：氨气：1800吨；氧气：2400吨解析：本题考查奥斯特瓦尔德法生产硝酸的化学计量。每生产1吨硝酸需要消耗3吨氨气和4吨氧气，因此生产600吨硝酸需要消耗氨气600吨×3=1800吨，氧气600吨×4=2400吨。6.参考答案：铁基催化剂：200吨解析：本题考查铁基催化剂在合成氨反应中的作用。每天需要生产1000吨氨气，根据化学方程式N₂+3H₂→2NH₃，每2摩尔NH₃需要1摩尔N₂和3摩尔H₂。氨气的摩尔质量为17g/mol，因此1000