2018年新人教版选修2《第1章 走进化学工业》单元测试卷（解析版）
文档属性
| 名称 | 2018年新人教版选修2《第1章 走进化学工业》单元测试卷（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 670.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-01-27 16:32:44 | ||
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文档简介
2018年新人教版选修2《第1章 走进化学工业》单元测试卷
一．选择题（共10小题）
1．被称为人体冷冻学之父的罗伯特?埃廷格在1962年写出《不朽的前景》一书。他在书中列举了大量事实，证明了冷冻复活的可能。比如，许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来，春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是（ ）
A．化学反应前后质量守恒
B．低温下分子无法运动
C．温度降低，化学反应停止
D．温度越低，化学反应越慢
2．下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A．化学反应会引起化学键的变化
B．化学反应会产生新的物质
C．化学反应必然引起物质状态的变化
D．化学反应必然伴随着能量的变化
3．在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是（ ）
A．容器内原子总数不变
B．容器内压强不变
C．容器内分子总数不变
D．发生的反应属于取代反应
4．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，有关合成氨的说法正确的是（ ）
A．升温能提高氢气的转化率
B．采用20～50 MPa能提高催化剂的效率
C．使用催化剂能提高NH3的百分含量
D．循环使用未反应的N2和H2能节约成本
5．下列说法不正确的是（ ）
A．“氮的固定”过程氮元素一定被氧化
B．工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝
C．氮氧化物会造成“光化学烟雾”、“酸雨”等环境危害
D．长期放置的浓硝酸常显黄色是因为溶有NO2的缘故
6．已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：
Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色）
现进行如下实验：
①向试管中加入4 mL 0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量；
②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量。
下列分析不正确的是（ ）
A．上述反应平衡常数的表达式为：K=[c（H+）?c2（CrO42﹣）]/[c（Cr2O72﹣）?c（H2O）]
B．实验①现象：溶液由橙色变为黄色，实验②现象：溶液由黄色变为橙色
C．实验①和②的目的是探究H+浓度对上述平衡的影响
D．预测稀释K2Cr2O7溶液时，溶液颜色由橙色变为黄色
7．下列反应条件的控制中，不恰当的是（ ）
A．为了防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
8．对于平衡体系2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0．下列结论中正确的是（ ）
A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，此时的SO2浓度变为原来的0.5倍
B．若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明反应开始时，两者的物质的量这比为2：1
C．若从平衡体系中分离出SO3，则有利于提高SO2的转化率和加快正反应速率
D．平衡状态时SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2：1：2
9．一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaC03（s）=CaO（s）+CO2（g）达到平衡．下列说法正确的是（ ）
A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，C02的浓度为原来的2倍
B．CaCO3（s）加热分解生成Ca0（s）和C02，△s＜0
C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变
D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行．
10．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是（ ）
A．能够节约原料和能源 B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益 D．能够提高化学反应速率
二．填空题（共10小题）
11．“低碳”既是时尚，也是环保要求．“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式．下面是几个工厂利用废气、废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：
（1）工艺操作②为： ．
（2）工业合成氨的化学方程式为： ．
（3）副产品的化学式为 ．该联合生产工艺中可以循环使用的物质是 ．
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是
（5）写出生成“产品”的化学方程式： ．
12．实验室合成氨装置如图：
试回答：
（1）装置甲的作用是：① ，② ，
（2）从丙导出的气体是 ，
（3）乙中发生的反应方程式为 ，
（4）检验产物的简单化学方法是 ．
13．写出“雷雨发庄稼”过程的三个化学方程式：
（1） （2） （3）． ．
14．（1）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点． 其过程大体如图1所示：
①请写出用天然气制备氢气的化学方程式： ．
②写出合成尿素反应的化学方程式： ．
③写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式： ．
④每生产1mol NH4NO3最少需要NH3 mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4 mol．
（2）科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图2）．已知断裂1molN﹣N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为N2时要释放 kJ能量．
15．NaCl是价廉且应用广泛的化工业原料，例如应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。
（1）19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法，20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代。
①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式 。
②在联合制碱法中，纯碱工厂与 工厂进行联合生产，以方便的获得原料 。
③在联合制碱法中循环使用，而在氨碱法中循环使用率不高的物质是 。
（2）氯酸钾是重要的化工业产品，在火柴、炸药、雷管、焰火等制造中有重要应用，工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠，再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀。
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾，主要应用氯酸钾的 性。
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式 。该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有 （请答出两点）。
（3）在肥皂的工业生成过程中，也要使用NaCl的目的是 。
16．工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r= ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是 ．
17．化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义．
（1）机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源．
①气缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0．汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因 、 ．
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，该设想能否实现？ （选填“能”或“不能”），依据是 ．
（2）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有与水反应．该反应的离子方程式为 ，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中Cl﹣浓度 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）一定条件下，Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+═I2+2Fe2+，当反应达到平衡后，加入CCl4充分振荡，且温度不变，上述平衡向 （选填“正反应”或“逆反应”）方向移动．请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案 ．
18．中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作，对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现，北京PM2.5有6个重要来源，其中，汽车尾气和燃煤分别占4%、18%（如图1所示）
（1）用于净化汽车尾气的反应为：
2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）
已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢．下列说法正确的是：
A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
（2）CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题．镍与CO反应的化学方程式为Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）4（g），镍与CO反应会造成镍催化剂中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO，生成物为S和CO2．已知相关反应过程的能量变化如图2所示：
则用SO2除去CO的热化学方程式为 ．
（3）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）2N2（g）+3H2O（g）△H＜0．为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是（任意填一种） ．
（4）利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下：
NONO2N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是 ．若有11.2L N2生成（标准状况），共消耗NO g．
（5）化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．该方法可用H2将NO3﹣还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12．其原理如图3所示．
电源负极为 （填A或B），阴极反应式为 ；若电解过程中转移了2mol电子，则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少 克．
19．合成氨工业的原料气H2，可用天然气制取，其生产流程如图：
（1）写出反应I的反应方程式： 该反应的平衡常数表达式为： ；
（2）转化炉中反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），其平衡常数与温度关系如表：
温度 400℃ 500℃ 800℃ 1000℃
平衡常数 10 9 1 0.5
该反应为： 反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）合成氨反应原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣92.4KJ/mol
回答下列问题：
①工业合成氨原料氮气制备方法是 ；
②在一定温度下，将1molN2和3molH2充入一容积不变的密闭容时器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的，平衡状态记为S0，则平衡时容器内NH3的体积分数为 ；若保持温度不变，开始时向容器加入a mol N2，b mol H2，c mol NH3，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后向各物质的理与原平衡S0完全相同，则起始时c的取值范围应是 ．
20．我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
填写下列空白：
（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是： ．
（2）上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是 ．
A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸
B．混合气加压冷却，使CO2液化
C．混合气用氨水洗涤
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，
（3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行 ，目的是 ；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法：
（4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况 ．
三．实验题（共4小题）
21．氮及其化合物在生产、生活中有着重要的作用．题中相关的实验装置如图1：
（1）实验室利用图1中的c装置制取氨气的反应方程式为： ．
（2）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图2
已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．
①从上图中选择制取气体的合适装置 （填代号）氮气 、氢气 ．
②氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 、 ．
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是 ．
④用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是 ，锥形瓶中还可观察到的现象是 ．
⑤写出乙装置中氨氧化的化学方程式： ．
（3）一定条件下，N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．请写出该反应的化学方程式 ．
22．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．
完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入 溶液中（填写试剂名称），出现 ，可以证明有硫化氢存在．
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2OCO2+H2，若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H2）：V（N2）= ．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：
Na2CO3 K2CO3
20℃碱液最高浓度（mol/L） 2.0 8.0
碱的价格（元/kg） 1.25 9.80
若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是 ；缺点是 ．如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？ 写出这种方法涉及的化学反应方程式．
（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数．
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中．
②该实验方案中，步骤 （选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数．
23．氮元素在地球上含量丰富，其中氨气在工农业生产生活中有着重要的作用。
（1）大气中氮以 （填微粒符号）形式存在。固氮是氮循环的重要环节，工业固氮制NH3反应温度选择500℃左右的原因是 。
（2）某兴趣小组用如图1装置探究氨的催化氧化，加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）图1中若取消3，在4中仅观察到大量白烟，该白烟的化学式可能为 。
（4）实验室还可用浓氨水与氢氧化钠固体混合，制得氨气。请用平衡移动及其他相关的理论解释该方法能制备氨气的原因： 。
（5）按图2装置进行氨气的性质实验（旋塞1和旋塞2实验前关闭），G、H是两个等体积的容器。先打开旋塞1，一段时间后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，H瓶中现象依次是： 。
24．某化学兴趣小组在实脸室模拟侯德榜制碱法制备纯碱．主要步骤如下：
第一步：配制饱和NaCl溶液，倒入烧杯中加热；
第一步：控制温度在30﹣35℃．边搅拌边分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟；
第三步：静置、过滤得NaHCO3晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质，然后抽干；
第四步：将第二步所得固体转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得纯碱固体，
已知：温度高于35℃时，NH4HCO3会分解．有关盐的溶解度（g/100g水）如表：
盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11．l 12.7 14.5 16.4 ﹣﹣
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
回答下列问题：
（1）反应温度控制在30﹣35℃范围内，应采取的加热方法为 ，反应温度不能高于35℃的理由是 ．
（2）第三步静置后析出NaHCO3晶体的原因是 ；用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质粒子 （用离子符号表示）．
（3）若向过滤所得母液中加入 （填写试剂名称），并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl．
（4）纯碱产品不纯，含有NaHCO3、NaCl等杂质．测定纯碱中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加l﹣2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为cmol/L的盐酸滴定至溶液由红色到无色（指示CO32﹣+H+=HCO3﹣反应的终点），所用盐酸体积为V1mL，再加1﹣2滴甲基橙指示剂，继续用盐酸滴定至溶液由黄变橙，所用盐酸总体积为V2mL．
①实验室配制一定体积cmol/L盐酸需用的仪器除了容量瓶、烧杯、量筒外还需 ；在容量瓶的使用方法中，下列操作正确的是 （填写标号）
a．使用容量瓶前检验它是否漏水
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
c．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中．然后加蒸馏水定容
d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接贴上标签，放置备用
e．定容后盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次
②写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3 （%）= ．
四．推断题（共2小题）
25．图为工业合成氨生产简易流程图：
回答下列问题：
（1）合成氨所需的氮气来源于 ；合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备，其主要反应为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）；CH4和O2的反应：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）．CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气中氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如表：
气体 CO H2 N2 O2
体积（L） 25 60 15 2.5
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）：V（N2）= ．
（2）在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是 ；
上述流程中热交换器的作用是 ．从合成塔出来的混合气体，通常仅含有15%（体积分数）的氨．为提高原料的利用率，通常采取的措施是 ．
（3）合成氮为放热反应，但工业上采用400℃﹣500℃的温度，主要原因是：
①该温度范围内反应速率较快．② ．
（4）氨可与CO2反应制备尿素（CO（NH2）2]，反应过程分为两步，试写出有关的化学方程式：
①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4）： ．
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水： ．
（5）新法合成氨常采用电解法合成．即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中，氢气和氮气在电极上合成了氨，大大提高了氨的产率．新法合成氨所用的电解质能传导H+，则阴极的电极反应式为 ．
26．侯德榜制碱法生产流程为：
（1）沉淀池中反应的化学方程式： ；
（2）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为： ．
（3）上述流程中物质X的分子式为 ．
2018年新人教版选修2《第1章 走进化学工业》单元测试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．被称为人体冷冻学之父的罗伯特?埃廷格在1962年写出《不朽的前景》一书。他在书中列举了大量事实，证明了冷冻复活的可能。比如，许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来，春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是（ ）
A．化学反应前后质量守恒
B．低温下分子无法运动
C．温度降低，化学反应停止
D．温度越低，化学反应越慢
【分析】由题给信息可知，冷冻复活与反应速率有关，一般来说，温度越低，反应速率越小，温度越高，反应速率越大。
【解答】解：温度的高低影响化学反应速率的快慢，温度越低，反应速率越慢，但反应不会停止，分子运动不会停止，与反应前后质量守恒无关。
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率的因素，侧重于化学与生活的考查，有利于培养学生良好的科学素养，提高学生学习的积极性，难度不大，注意相关基础知识的积累。
2．下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A．化学反应会引起化学键的变化
B．化学反应会产生新的物质
C．化学反应必然引起物质状态的变化
D．化学反应必然伴随着能量的变化
【分析】化学反应的实质是旧化学键的断裂新化学键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，化学反应既有物质的变化又伴随能量的变化，以此解答该题。
【解答】解：A．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，故A正确；
B．形成新化学键，则一定生成新物质，故B正确；
C．化学反应不一定能引起物质状态的变化，如氢气和氯气反应生成氯化氢，都是气体，没有状态的改变，故C错误；
D．断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，则化学反应必然伴随着能量的变化，常常变现为热量的变化，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了化学反应实质理解应用，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意化学键断裂和形成是化学反应的实质，题目难度不大。
3．在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是（ ）
A．容器内原子总数不变
B．容器内压强不变
C．容器内分子总数不变
D．发生的反应属于取代反应
【分析】甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳以及氯化氢，反应遵循质量守恒定律，以此解答该题．
【解答】解：A．原子是化学变化中的最小微粒，根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类不变，故A正确；
B．二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳为液体，容器内压强减小，故B错误；
C．取代反应分子总数不变，如甲烷的第一步取代：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，两分子反应生成两分子，故C正确；
D．甲烷中H原子被Cl原子替代，为取代反应，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查甲烷发生取代反应的特点，涉及质量守恒定律、化学反应中压强的变化，取代反应的判断等，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度不大，掌握甲烷的取代反应是解题的关键．
4．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，有关合成氨的说法正确的是（ ）
A．升温能提高氢气的转化率
B．采用20～50 MPa能提高催化剂的效率
C．使用催化剂能提高NH3的百分含量
D．循环使用未反应的N2和H2能节约成本
【分析】合成氨反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，为放热反应，与哈伯法合成氨工艺相比较，催化剂不同，且在常压下进行，结合平衡移动的影响因素解答该题。
【解答】解：A．正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故降低氢气的转化率，故A错误；
B．与哈伯法合成氨工艺相比较，催化剂不同，且在常压下进行，20～50 MPa为高压，故B错误；
C．使用催化剂能降低反应的活化能，减少反应的时间，不能提高NH3的百分含量，故C错误；
D．循环使用未反应的N2和H2能节约成本，故D正确，
故选：D。
【点评】本题考查合成氨知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力以及自学能力的考查，注意把握题给信息，难度不大。
5．下列说法不正确的是（ ）
A．“氮的固定”过程氮元素一定被氧化
B．工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝
C．氮氧化物会造成“光化学烟雾”、“酸雨”等环境危害
D．长期放置的浓硝酸常显黄色是因为溶有NO2的缘故
【分析】A．固氮是将空气中游离态的氮转化为化合态；
B．工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝；
C．光化学烟雾的形成主要是汽车尾气排放出的氮氧化物发生复杂的变化造成的；氮氧化物是硝酸型酸雨形成的主要原因；
D．浓硝酸受热易分解生成二氧化氮、氧气和水，二氧化氮溶于浓硝酸而使溶液呈黄色。
【解答】解：A．固氮是将空气中游离态的氮转化为化合态，化合价可以升高，被氧化，化合价可以降低，被还原，故A错误；
B．工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，故B正确；
C．氮氧化物与光化学烟雾、酸雨有关，是导致光化学烟雾、酸雨的主要物质，故C正确；
D．浓硝酸受热易分解生成二氧化氮、氧气和水，二氧化氮溶于浓硝酸而使溶液呈黄色，所以浓硝酸常常显黄色，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查了环境污染与治理、元素化合物性质、金属的冶炼，熟悉相关工艺及物质的性质是解题关键，题目难度中等。
6．已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：
Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色）
现进行如下实验：
①向试管中加入4 mL 0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量；
②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量。
下列分析不正确的是（ ）
A．上述反应平衡常数的表达式为：K=[c（H+）?c2（CrO42﹣）]/[c（Cr2O72﹣）?c（H2O）]
B．实验①现象：溶液由橙色变为黄色，实验②现象：溶液由黄色变为橙色
C．实验①和②的目的是探究H+浓度对上述平衡的影响
D．预测稀释K2Cr2O7溶液时，溶液颜色由橙色变为黄色
【分析】A、平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，水的浓度是常数，由此书写平衡常数表达式；
B、实验①向试管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量，Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色），平衡正向移动；而实验②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量，平衡又逆向移动；
C、根据实验①和②加入试剂改变了溶液中氢离子的浓度，探究氢离子的浓度对平衡的影响；
D、稀释K2Cr2O7溶液时，平衡正向移动，由此判断颜色的变化。
【解答】解：A、平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，水的浓度是常数，所以K=，故A错误；
B、实验①向试管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量，Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色），平衡正向移动，溶液由橙色变为黄色，实验②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量，平衡又逆向移动，溶液由黄色变为橙色，故B正确；C、根据实验①和②加入试剂改变了溶液中氢离子的浓度，因此目的是探究氢离子浓度对上述平衡的影响，故C正确；
D、稀释K2Cr2O7溶液时，平衡正向移动，溶液颜色由橙色变为黄色，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查化学平衡常数，平衡移动原理的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
7．下列反应条件的控制中，不恰当的是（ ）
A．为了防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
【分析】A、防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆，防止铁与潮湿的空气接触；
B、根据面粉厂、纺纱厂、加油站周围的空气中漂浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸进行解答；
C、加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，所以加快化学反应速率；
D、温度越低反应速率越慢．
【解答】解：A、防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触，故A正确；
B、面粉厂、纺纱厂、加油站周围的空气中漂浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、纺纱厂、加油站均要严禁烟火，故B正确；
C、加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，所以加快化学反应速率，故C正确；
D、温度越低反应速率越慢，所以把反应容器放到冷水中冷却，反应速率减慢，故D错误；
故选：D。
【点评】此题考查了生活中加快或减慢化学反应速度的一些方法，了解了影响化学反应速度的一些外界因素．
8．对于平衡体系2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0．下列结论中正确的是（ ）
A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，此时的SO2浓度变为原来的0.5倍
B．若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明反应开始时，两者的物质的量这比为2：1
C．若从平衡体系中分离出SO3，则有利于提高SO2的转化率和加快正反应速率
D．平衡状态时SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2：1：2
【分析】A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，若平衡不移动，SO2浓度变为原来的0.5倍，对于该反应，容积体积变化，平衡会移动；
B．反应物的变化量之比等于计量数之比即2：1，若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明开始时，两者的物质的量这比为2：1；
C．若从平衡体系中分离出SO3，平衡正向移动，反应物浓度没有增大，正反应速率不会加快；
D．达到平衡状态时是各物质的量、浓度保持不变，不是成比例．
【解答】解：A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，若平衡不移动，SO2浓度变为原来的0.5倍，对于该反应，容积增大，压强减小，平衡会左移，故A错误；
B．反应物的变化量之比等于计量数之比即2：1，若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明开始时，两者的物质的量这比为2：1，故B正确；
C．若从平衡体系中分离出SO3，平衡正向移动，则有利于提高SO2的转化率，反应物浓度没有增大，正反应速率不会加快，故C错误；
D．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2：1：2，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应物初始物质的量及转化率有关，所以不能据此判断平衡状态，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了平衡状态的判断以及化学平衡的调控作用，能用化学平衡移动原理灵活分析是解题的关键，难度中等．
9．一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaC03（s）=CaO（s）+CO2（g）达到平衡．下列说法正确的是（ ）
A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，C02的浓度为原来的2倍
B．CaCO3（s）加热分解生成Ca0（s）和C02，△s＜0
C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变
D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行．
【分析】A．压强增大后，平衡向着逆向移动，二氧化碳的浓度小于原先的2倍；
B．反应中生成气体、反应中气体系数增大的反应都是熵增大的过程；
C．反应中气体始终为二氧化碳，所以气体的密度一定不变；
D．容器的容积不变，充入稀有气体后气体的浓度不变，则平衡不移动．
【解答】解：A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，若平衡不移动，C02的浓度为原来的2倍，由于压强增大，平衡向着逆向移动，则平衡时二氧化碳的浓度小于原先的2倍，故A错误；
B．CaCO3（s）高温分解为CaO（s）和CO2（g），反应方程式为：CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g），反应生成气体，是熵值增加的过程，则△S＞0，故B错误；
C．该反应中只有二氧化碳气体，所以反应过程中气体的密度始终不变，则将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变，故C正确；
D．保持容器体积不变，充入He，由于气体的浓度不变，则平衡不会移动，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了化学平衡及其影响，题目难度中等，明确影响化学平衡的因素为解答关键，C为易错点，注意无论平衡是否移动，反应中只有二氧化碳一种气体，为易错点．
10．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是（ ）
A．能够节约原料和能源 B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益 D．能够提高化学反应速率
【分析】提高化学反应的限度指的是化学反应所进行的程度，根据提高化学反应的限度能够节约原料和能源、提高产品的产量、提高经济效益来回答．
【解答】解：提高化学反应的限度能够节约原料和能源、提高产品的产量、提高经济效益，但是和化学反应速率的快慢不是一码事，故选D。
【点评】本题考查化学反应的限度与可逆反应，题目难度不大，注意理解可逆反应的特征和化学反应的限度．
二．填空题（共10小题）
11．“低碳”既是时尚，也是环保要求．“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式．下面是几个工厂利用废气、废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：
（1）工艺操作②为： 过滤 ．
（2）工业合成氨的化学方程式为： N2+3H22NH3 ．
（3）副产品的化学式为 CaO ．该联合生产工艺中可以循环使用的物质是 CO2 ．
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是 用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3
（5）写出生成“产品”的化学方程式： CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4 ．
【分析】（1）根据反应原理CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4判断操作方法；
（2）工业上用氮气和氢气在高温 高压、催化剂条件下反应生成氨气，据此写出反应的化学方程式；
（3）煅烧碳酸钙后可生成CO2和CaO，其中CO2可循环使用；
（4）通常利用湿润的红色石蕊试纸检验NH3；
（5）“产品”为（NH4）2SO4，反应物为CaSO4悬浊液、CO2、NH3等，产物除（NH4）2SO4外还有CaCO3，据此写出反应的化学方程式．
【解答】解：（1）该反应原理为：CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4，将沉淀池中的混合物经过滤可得到产品和沉淀，
故答案为：过滤；
（2）工业上用氮气和氢气在高温 高压、催化剂条件下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3，
故答案为：N2+3H22NH3；
（3）CaCO3煅烧后可生成CO2和CaO，其中CO2可循环使用，
故答案为：CaO；CO2；
（4）利用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，操作方法为：用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3，
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3；
（5）“产品”是（NH4）2SO4，反应物是CaSO4悬浊液、CO2、NH3等，产物除（NH4）2SO4外还有CaCO3，反应化学方程式为CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4，
故答案为：CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4．
【点评】本题考查了物质制备方法，题目难度中等，明确制备流程及发生反应原理为解答关键，注意掌握化学实验基本操作方法，试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力．
12．实验室合成氨装置如图：
试回答：
（1）装置甲的作用是：① 干燥气体 ，② 使N2和H2充分混合（或观察气泡以调节氢气、氮气流速） ，
（2）从丙导出的气体是 NH3、N2、H2 ，
（3）乙中发生的反应方程式为 N2+2H22NH3 ，
（4）检验产物的简单化学方法是 用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成（或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成） ．
【分析】（1）根据浓硫酸具有吸水性、通过观察气泡可以控制气体流速等角度角度；
（2）根据合成氨的反应为可逆反应分析从丙导出的气体组成；
（3）氮气和氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，该反应为可逆反应，据此写出反应的化学方程式；
（4）根据检验氨气的常用方法解答．
【解答】解：（1）装置甲的作用有：①浓硫酸具有吸水性，能够干燥气体，②混合气体通过浓硫酸后使N2和H2充分混合，③通过观察气泡，可以调节氢气、氮气流速，
故答案为：干燥气体；使N2和H2充分混合（或观察气泡以调节氢气、氮气流速）；
（2）由于氮气与氢气的反应为可逆反应，所以从丙中导出的气体为NH3、N2、H2的混合气体，
故答案为：NH3、N2、H2；
（3）氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+2H22NH3，
故答案为：N2+2H22NH3；
（4）检验氨气的方法可以为：蘸有浓盐酸的玻璃棒放在导管口，有白烟说明有氨气生成，或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成，
用蘸有浓HCl的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成，
故答案为：用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成（或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成）．
【点评】本题考查了合成氨的原理，题目难度中等，注意掌握合成氨的反应原理及装置特点，明确具有氨气的常用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．
13．写出“雷雨发庄稼”过程的三个化学方程式：
（1） N2+O22NO （2） 2NO+O2═2NO2 （3）． 3NO2+H2O═2HNO3+NO ．
【分析】在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体；一氧化氮不溶于水，在常温下易跟空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体；二氧化氮易溶于水，它溶于水后生成硝酸和一氧化氮，据此书写方程式．
【解答】解：“雷雨发庄稼”，空气中的N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，N2+O22NO；
一氧化氮的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的O2反应生成红棕色的二氧化氮气体，2NO+O2=2NO2；
二氧化氮气体有毒，易与水反应生成硝酸（HNO3）和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO；生成的硝酸随雨水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐可作氮肥，植物生长得更好，
故答案为：N2+O22NO；2NO+O2═2NO2；3NO2+H2O═2HNO3+NO．
【点评】本题考查物质的性质及应用、化学方程式书写，侧重于化学与生活、生产的考查，明确氮及其化合物的性质是解题关键，注重基础知识的考查，题目难度不大．
14．（1）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点． 其过程大体如图1所示：
①请写出用天然气制备氢气的化学方程式： CH4+2H2OCO2+4H2 ．
②写出合成尿素反应的化学方程式： CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O ．
③写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式： 2NH3+2O2NH4NO3+H2O ．
④每生产1mol NH4NO3最少需要NH3 2 mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4 0.75 mol．
（2）科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图2）．已知断裂1molN﹣N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为N2时要释放 724 kJ能量．
【分析】（1）①根据工艺流程示意图可知CH4的转化为CO2和H2；②根据二氧化碳和氨气反应生成尿素；③根据原子守恒写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式；④根据氮原子守恒回答；
（2）从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N﹣N键，根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能计算．
【解答】解：（1）①CH4转化过程中生成了CO2和H2，方程式为：CH4+2H2OCO2+4H2，
故答案为：CH4+2H2OCO2+4H2；
②二氧化碳和氨气反应生成尿素，根据原子守恒：CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O，
故答案为：CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O；
③O2与NH3反应生成NH4NO3，根据原子守恒反应的化学方程式为2NH3+2O2NH4NO3+H2O，
故答案为：2NH3+2O2NH4NO3+H2O；
④NH4NO3～2NH3，每生产1mol NH4NO3最少需要2molNH3；根据反应CH4+2H2OCO2+4H2、N2+3H22NH3，可知生产2molNH3需要甲烷0.75mol，
故答案为：2；0.75；
（2）从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N﹣N键，根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，则N4（g）=2N2（g）△H，有△H=6×193 kJ?mol﹣1﹣2×941 kJ?mol﹣1=﹣724 kJ?mol﹣1，
故答案为：724．
【点评】本题是一道化学和工业生成相结合的题目，涉及到氧化还原反应、方程式的书写、电解原理、反应热的计算，考查学生分析和解决问题的能力，题目难度中等．
15．NaCl是价廉且应用广泛的化工业原料，例如应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。
（1）19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法，20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代。
①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 。
②在联合制碱法中，纯碱工厂与 合成氨 工厂进行联合生产，以方便的获得原料 NH3、CO2 。
③在联合制碱法中循环使用，而在氨碱法中循环使用率不高的物质是 CO2、NaCl 。
（2）氯酸钾是重要的化工业产品，在火柴、炸药、雷管、焰火等制造中有重要应用，工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠，再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀。
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾，主要应用氯酸钾的 强氧化 性。
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式 NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ 。该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有 需要加热恒温控制、没有离子交换膜 （请答出两点）。
（3）在肥皂的工业生成过程中，也要使用NaCl的目的是 加入食盐使肥皂析出 。
【分析】（1）①根据制取纯碱的原理：向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱；
②联碱法是以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法是向饱和的氯化钠溶液中，先通入氨气后通入过量的二氧化碳，根据溶解度之间的差异得到碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠灼烧分解得到碳酸钠；
③联合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，而在氨碱法中循环使用率不高；
（2）①氯酸钾中氯元素的化合价为+5价，反应中元素化合价降低，具有强氧化性；
②电解氯化钠溶液控制条件可以得到氯酸钠和氢气，根据NaCl做还原剂，H2O作氧化剂分析解答；该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有无离子交换膜，需要加热恒温；
（3）制肥皂时，皂化反应结束后，加入食盐有利于肥皂的析出，通过盐析使肥皂析出。
【解答】解：（1）①氨气溶于水所得氨水呈碱性，比水更易吸收二氧化碳；向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱，上述反应的化学方程式分别为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，
故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；
②在联合制碱法中，联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，放出的二氧化碳气体可回收循环使用，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液，第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体，在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品，纯碱工厂与合成氨工厂进行联合生产，以便获得原料NH3、CO2，
故答案为：合成氨；NH3、CO2；
③氨碱法的最大缺点在于原料食盐的利用率只有72%～74%，联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，此外氨碱法与联合制碱法相比，CO2循环使用率也不高，
故答案为：CO2、NaCl；
（2）①处于高价的元素具有氧化性，氯酸钾中氯元素的化合价为+5价，在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中分解生成氯化钾和氧气，氯元素化合价降低，表现强氧化性，
故答案为：强氧化；
②化合价升高的氯元素被氧化，化合价由﹣1价升高到+5价，化合价降低的氢元素被还原，化合价由+1价降低到0价，根据氧化还原反应得失电子数相等，反应为：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑，该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有需要加热恒温控制、没有离子交换膜，
故答案为：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；需要加热恒温控制、没有离子交换膜；
（3）工业上制肥皂时，为了使肥皂和甘油充分分离，常向皂化锅中慢慢加入食盐颗粒，将高级脂肪酸钠从混合液中析出，
故答案为：加入食盐使肥皂析出。
【点评】本题主要考查了氨碱法（索氏）和联合制碱法（侯氏）的原理、氯酸钾的性质、盐析等知识，掌握原理是解题的关键，题目难度中等。
16．工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r= 1.25 ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是 O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100% ．
【分析】由氨氧化的化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，可知氨氧化率达到100%，理论上r=，结合实际生产中平衡移动原理来解答．
【解答】解：由氨氧化的化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，可知氨氧化率达到100%，理论上r==1.25；由图可知，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%，
故答案为：1.25；O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%．
【点评】本题考查化化学平衡的调控作用，为基础性习题，把握发生的反应及图象分析为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意理论生产与实际生产的区别，题目难度不大．
17．化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义．
（1）机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源．
①气缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0．汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因 温度升高，反应速率加快 、 温度升高，有利于平衡反应正向进行 ．
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，该设想能否实现？ 不能 （选填“能”或“不能”），依据是 该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行 ．
（2）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有与水反应．该反应的离子方程式为 Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO ，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中Cl﹣浓度 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）一定条件下，Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+═I2+2Fe2+，当反应达到平衡后，加入CCl4充分振荡，且温度不变，上述平衡向 正反应 （选填“正反应”或“逆反应”）方向移动．请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案 加入少许铁粉或加入少许碘 ．
【分析】（1）①依据影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断；
②依据反应自发进行的条件是△H﹣T△S＜0分析判断；
（2）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸是弱电解质；
加入氢氧化钠，溶液中的氢氧根离子，和氢离子反应，平衡正向进行；
（3）加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度，反应速率降低，从而使得v（正）＞v（逆），导致平衡向正反应方向移动；
增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动．
【解答】解：（1）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0，反应时气体体积不变的吸热反应，温度升高，反应速率加快，平衡右移，单位时间内NO排放量越大；
故答案为：温度升高，反应速率加快；温度升高，有利于平衡反应正向进行；
②2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，反应是焓变增大，熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H﹣T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；
故答案为：不能；该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行；
（2）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO；在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，会和平衡状态下的氢离子反应，平衡正向进行，溶液中Cl﹣浓度增大；
故答案为：Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO；增大；
（3）加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度，反应速率降低，从而使得v（正）＞v（逆），导致平衡向正反应方向移动；
增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动，加入少许铁粉可以与三价铁离子反应，减小反应物浓度，加入少许碘，增大生成物的浓度，平衡均逆向移动．
故答案为：正反应；加入少许铁粉或加入少许碘．
【点评】本题考查较为综合，题目难度较大，本题易错点为（3），注意加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度．
18．中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作，对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现，北京PM2.5有6个重要来源，其中，汽车尾气和燃煤分别占4%、18%（如图1所示）
（1）用于净化汽车尾气的反应为：
2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）
已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢．下列说法正确的是： D
A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
（2）CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题．镍与CO反应的化学方程式为Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）4（g），镍与CO反应会造成镍催化剂中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO，生成物为S和CO2．已知相关反应过程的能量变化如图2所示：
则用SO2除去CO的热化学方程式为 SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=﹣（2b﹣a）kJ?mol﹣1 ．
（3）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）2N2（g）+3H2O（g）△H＜0．为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是（任意填一种） 增大NH3浓度（或减小压强、降低温度） ．
（4）利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下：
NONO2N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是 2 NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣ ．若有11.2L N2生成（标准状况），共消耗NO 60 g．
（5）化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．该方法可用H2将NO3﹣还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12．其原理如图3所示．
电源负极为 B （填A或B），阴极反应式为 2NO3﹣+6H2O+10e﹣=N2↑+12OH﹣ ；若电解过程中转移了2mol电子，则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少 18 克．
【分析】（1）A．反应是可逆反应，不能进行彻底；
B．尾气温度已经很高，再升高温度的意义不大；
C．从平衡常数分析反应进行程度，净化设备经济效益分析；
D．提高净化速率的最好方法是使用高效催化剂；
（2）依据图象书写热化学方程式，根据盖斯定律计算得到；
（3）使化学平衡向正反应方向移动可以提高氮氧化物的转化率；
（4）根据二氧化氮具有氧化性，能氧化Na2SO3生成Na2SO4，本身被还原成氮气；通过化学方程式建立关系式然后计算；
（5）由N2O4制取N2O5需要是去电子，所以N2O5在阳极区生成，Pt甲为阳极，结合电极方程式计算．
【解答】解：（1）A．该反应为可逆反应，不能完全转化，排出的气体中一定含有NO或CO，故A错误；
B．尾气温度已经很高，再升高温度，反应速率提高有限，且消耗更多能源，意义不大，故B错误；
C、因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正向移动，但对设备要求更高，不符合生成经济效益，故C错误；
D、研制高效催化剂可提高反应速率，解决反应极慢的问题，有利于尾气的转化，故D正确；
故答案为：D；
（2）图1：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣aKJ/mol
图2CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2=﹣bKJ/mol；
依据盖斯定律②×2﹣①得到：SO2（g）+2CO（g）=S（s）+CO2（g）△H=2△H2﹣△H1=﹣（2b﹣a）KJ/mol，
故答案为：SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=﹣（2b﹣a）kJ?mol﹣1；
（3）使化学平衡向正反应方向移动可以提高氮氧化物的转化率，增加反应物浓度平衡正向移动，所以可以采取增大NH3浓度的措施，由于此反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，此反应正反应方向为气体体积增大的方向，减小压强平衡正向移动，
故答案为：增大NH3浓度（或减小压强、降低温度）；
（4）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na2SO3生成Na2SO4，本身被还原成氮气，
方程式为2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4，
由2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4得：
4NO～N2
30×4g 22.4L
60g 11.2L
所以共消耗NO60g，
故答案为：2 NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣； 60；
（5）由图示知在Ag﹣Pt电极上NO3﹣发生还原反应，因此Ag﹣Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO3﹣得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，
所以阴极上发生的电极反应式为：2NO3﹣+6H2O+10e﹣=N2↑+12OH﹣，
若电解过程中转移了2mol电子，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+），电极方程式为2H2O﹣4e﹣═4H++O2↑，消耗1mol水，质量为18g，电解液的质量减少18g，
故答案为：B；2NO3﹣+6H2O+10e﹣=N2↑+12OH﹣；18．
【点评】本题涉及热化学方程式的计算、化学平衡移动、电解原理、氧化还原原理等知识点，题目综合性程度一般，难度中等，掌握好原理是关键．
19．合成氨工业的原料气H2，可用天然气制取，其生产流程如图：
（1）写出反应I的反应方程式： CH4+H2OCO+3H2， 该反应的平衡常数表达式为： K= ；
（2）转化炉中反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），其平衡常数与温度关系如表：
温度 400℃ 500℃ 800℃ 1000℃
平衡常数 10 9 1 0.5
该反应为： 放热 反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）合成氨反应原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣92.4KJ/mol
回答下列问题：
①工业合成氨原料氮气制备方法是 分离液态空气 ；
②在一定温度下，将1molN2和3molH2充入一容积不变的密闭容时器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的，平衡状态记为S0，则平衡时容器内NH3的体积分数为 25% ；若保持温度不变，开始时向容器加入a mol N2，b mol H2，c mol NH3，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后向各物质的理与原平衡S0完全相同，则起始时c的取值范围应是 0.8＜c≤2 ．
【分析】（1）高温条件下，甲烷与水蒸气反应生成CO和氢气；根据方程式和平衡常数的概念书写；
（2）随着温度升高K减小，根据K的变化与平衡移动分析；
（3）①氮气来源于空气，根据空气中各气体沸点的不同来分离得到氮气；
②依据化学平衡的三段式列式计算出生成的氨气的物质的量，再求出体积分数；从等效平衡的角度分析，要使平衡状态与原平衡状态等效，平衡时与原平衡的物质的量相同，并以此判断平衡向逆反应方向进行c的取值范围．
【解答】解：（1）高温条件下，甲烷与水蒸气反应生成CO和氢气，其反应的方程式为：CH4+H2OCO+3H2；已知反应的方程式CH4+H2O（g）CO+3H2CH4+H2O则平衡常数K=；
故答案为：CH4+H2OCO+3H2；K=；
（2）随着温度升高K减小，说明平衡逆向移动，则逆方向为吸热反应，则正方向为放热反应；
故答案为：放热；
（3）①氮气来源于空气，根据空气中各气体沸点的不同来分离得到氮气，所以采用分离液态空气的方法获得氮气；故答案为：分离液态空气；
②依据化学平衡的三段式列式计算，设转化的氮气为xmol，
N2 +3H2=2NH3
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol）1﹣x 3﹣3x 2x
达到平衡时，容器的压强为起始的，则平衡时总物质的量为起始的，所以=，解得x=0.4；
则平衡时容器内NH3的体积分数为×100%=25%；
若需让反应逆向进行，由上述所求出的平衡时NH3的物质的量为0.8mol可知，NH3的物质的量必须大于0.8mol，最大值则为1molN2和3molH2完全反应时产生的NH3的物质的量，即为2mol，则0.8＜c≤2．
故答案为：0.8＜c≤2．
【点评】本题考查了合成氨、化学平衡常数的应用、化学平衡移动的计算和判断，本题难度中等，注意等效平衡的理解和三段式在化学平衡计算中的应用．
20．我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
填写下列空白：
（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是： CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+2akJ/mol ．
（2）上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是 BC ．
A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸
B．混合气加压冷却，使CO2液化
C．混合气用氨水洗涤
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，
（3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行 净化 ，目的是 防止空气中某些杂质使催化剂中毒 ；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法： 液化氨（或分离液态氨）
（4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况 分离氨后的剩余气体可以循环利用，分离出的二氧化碳气体可用来合成尿素 ．
【分析】（1）0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，则反应物各1mol完全反应吸收2aKJ热量；
（2）A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸，生成的二氧化碳中混有HCl；
B．利用二者的沸点不同分离；
C．二氧化碳能与氨水反应；
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，操作比较复杂，不容易实现；
（3）空气中的某些物质能是催化剂中毒；实际生产过程中，常采用分离产物的方法促进平衡正移，提高转化率；
（4）合成氨的转化率较低，产物中有较多的原料气，循环使用；分离出的二氧化碳可以用来制备尿素．
【解答】解：（1）0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，则反应物各1mol完全反应吸收2aKJ热量，所以其热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+2a kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+2a kJ/mol；
（2）A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸，由于HCl易挥发，所以生成的二氧化碳中混有HCl，故A错误；
B．利用二者的沸点不同分离，混合气加压冷却，使CO2液化，从而分离，故B正确；
C．用氨水吸收二氧化碳，剩下的是氢气，故C正确；
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，操作比较复杂，不容易实现，故D错误；
故答案为：BC；
（3）空气中的某些物质能是催化剂中毒，所以在空气进入合成塔之前必须对空气进行净化；实际生产过程中，常采用液化氨气，使氨气分离出来，促进平衡正移，提高反应物的转化率，
故答案为：净化；防止空气中某些杂质使催化剂中毒；液化氨气；
（4）合成氨的转化率较低，产物中有较多的原料气，循环使用；分离出的二氧化碳可以用来制备尿素；合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，故答案为：分离氨后的剩余气体可以循环利用，分离出的二氧化碳气体可用来合成尿素．
【点评】本题考查了学生对工艺流程的理解，热化学方程式，物质的分离等，难度中等，关键是掌握整个制备流程原理，要求学生要有扎实的基础知识和灵活应用知识解决问题的能力．
三．实验题（共4小题）
21．氮及其化合物在生产、生活中有着重要的作用．题中相关的实验装置如图1：
（1）实验室利用图1中的c装置制取氨气的反应方程式为： 2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O ．
（2）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图2
已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．
①从上图中选择制取气体的合适装置 （填代号）氮气 a 、氢气 b ．
②氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 干燥气体 、 控制氮气和氢气的流速 ．
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， 不会 （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是 因为混合气体中含大量氮气和氢气，氮气和氢气不溶于水 ．
④用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是 反应放热 ，锥形瓶中还可观察到的现象是 有红棕色气体生成 ．
⑤写出乙装置中氨氧化的化学方程式： 4NH3+5O24NO+6H2O ．
（3）一定条件下，N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．请写出该反应的化学方程式 4N2O+2CO=4N2+2CO2+O2 ．
【分析】（1）实验室是利用固体氢氧化钙和氯化铵固体加热反应生成氨气；
（2）①实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠和水；氢气是锌和稀硫酸反应生成；根据制取气体的药品状态和条件选择合适的制取仪器；
②甲装置是将气体混合外，通过气泡冒出控制反应速率，浓硫酸干燥气体的作用；
③合成氨的反应是可逆的，还会有一些氮气、氢气存在，氮气和氢气不溶于水；
④氨的催化氧化是一个放热过程，一氧化氮遇到氧气反应生成红棕色气体二氧化氮；
⑤氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
（3）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，为氮气、氧气和二氧化碳，反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．相同条件下密度之比等于气体物质的量之比，由于产生三种可参与大气循环的气体，产生的气体为二氧化碳、氮气和氧气，N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2，反应后气体密度减小为反应前的，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的，即增大了体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有体积的N2O直接发生了分解，而剩余体积气体中有体积的N2O和体积的CO发生了第一个反应，据此据此N2O与CO所组成的混合物中气体的体积之比．
【解答】解：（1）实验室是利用固体氢氧化钙和氯化铵固体加热反应生成氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O，选择仪器应是固体和固体加热制备气体的装置，图中c装置符合，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O；
（2）①实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为：NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O，制备氢气是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气，可以选择a，实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气，可以选择装置b，
故答案为：a；b；
②氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有干燥气体，控制氮气和氢气的流速，
故答案为：干燥气体，控制氮气和氢气的流速；
③合成氨的反应是可逆的，工业合成氨中，20MPa，约500℃的反应条件下，流出气体中含14%～18%（体积分数）的NH3，即有大量的氮气和氢气未能转化为氨还会有一些氮气、氢气存在，这样会缓解氨气极易溶于水导致的气压差，不会倒吸，
故答案为：不会；因为混合气体中含大量氮气和氢气，氮气和氢气不溶于水；
④氨的催化氧化反应是一个放热反应，将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，反应生成的NO遇到空气中的氧气发生反应生成红棕色气体二氧化氮，故答案为：反应放热；有红棕色气体生成；
⑤氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，即4NH3+5O24NO+6H2O，
故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；
（3）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，为氮气、氧气和二氧化碳，反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．相同条件下密度之比等于气体物质的量之比，由于产生三种可参与大气循环的气体，产生的气体为二氧化碳、氮气和氧气，N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2，反应后气体密度减小为反应前的，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的，即增大了体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有体积的N2O直接发生了分解，而剩余体积气体中有体积的N2O和体积的CO发生了第一个反应，即混合气体中有mol的N2O和mol的CO，体积比为2：1，则配平得到反应的化学方程式为4N2O+2CO═4N2+2CO2+O2，
故答案为：4N2O+2CO=4N2+2CO2+O2．
【点评】本题是一道关于氨气的制取和性质知识的综合题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性强．主要是装置选择、化学方程式定量计算分析、反应现象判断，题目难度中等．
22．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．
完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入 硝酸铅（或硫酸铜） 溶液中（填写试剂名称），出现 黑色沉淀 ，可以证明有硫化氢存在．
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2OCO2+H2，若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H2）：V（N2）= 3：1 ．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：
Na2CO3 K2CO3
20℃碱液最高浓度（mol/L） 2.0 8.0
碱的价格（元/kg） 1.25 9.80
若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是 价廉 ；缺点是 吸收CO2能力差 ．如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？ 碱液循环使用 写出这种方法涉及的化学反应方程式． 2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O
（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数．
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中．
②该实验方案中，步骤 IV （选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数．
【分析】（1）可以利用硫化氢与硝酸铅或硫酸铜等反应进行检验；
（2）反应中氮气体积不变，根据方程式计算生成氢气的体积，进而计算CO变换后的气体中氢气与氮气体积之比；
（3）碳酸钠比碳酸钾便宜，但碳酸钠溶液浓度比碳酸钾小，吸收二氧化碳的能力差；碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，加热碳酸氢钾可以得到碳酸钾，再循环利用；
（4）①半水煤气中含有二氧化碳，首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数；
②氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气．
【解答】解：（1）将水煤气通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中，出现黑色沉淀，证明含有硫化氢，
故答案为：硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀；
（2）若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，反应中氮气体积不变，根据方程式：CO+H2OCO2+H2，可知经CO变换后的气体中V（H2）：V（N2）=（38+28）：22=3：1，
故答案为：3：1；
（3）碳酸钠比碳酸钾价格便宜，价廉，但碳酸钠溶液浓度比碳酸钾小，吸收二氧化碳的能力差；碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，加热碳酸氢钾可以得到碳酸钾，再循环利用，反应方程式为：2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O，
故答案为：价廉；吸收CO2能力差；碱液循环使用；2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O；
（4）①半水煤气中含有二氧化碳，首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数，故流程图为：，
故答案为：；
②氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，故步骤IV可以确定半水煤气中H2的体积分数，
故答案为：IV．
【点评】本题考查物质含量测定、气体检验、物质的分离提纯等，注意渗透实验中经济性，是对学生综合能力的考查．
23．氮元素在地球上含量丰富，其中氨气在工农业生产生活中有着重要的作用。
（1）大气中氮以 N2 （填微粒符号）形式存在。固氮是氮循环的重要环节，工业固氮制NH3反应温度选择500℃左右的原因是 催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率 。
（2）某兴趣小组用如图1装置探究氨的催化氧化，加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是 放热 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）图1中若取消3，在4中仅观察到大量白烟，该白烟的化学式可能为 NH4NO3 。
（4）实验室还可用浓氨水与氢氧化钠固体混合，制得氨气。请用平衡移动及其他相关的理论解释该方法能制备氨气的原因： 氨水中存在：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，氢氧化钠溶于水（或氨水）的过程是放热的，促使NH3?H2O分解放出氨气，又氨气与氢氧化钠混合后，氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移，有利于氨气逸出 。
（5）按图2装置进行氨气的性质实验（旋塞1和旋塞2实验前关闭），G、H是两个等体积的容器。先打开旋塞1，一段时间后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，H瓶中现象依次是： 产生白烟、烧瓶中的液体倒吸入H瓶，且紫色石蕊试液变红 。
【分析】（1）大气中氮元素主要是氮气；催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率；
（2）根据反应现象判断，停止加热后仍能保持红热，即可说明该反应放热；
（3）NO2与水反应生成硝酸，进而与氨气生成硝酸铵；
（4）根据氢氧化钠溶于水放热，温度升高以及氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移分析；
（5）据GH容器压强及GH混合后压强相等，氨气和氯化氢反应生成氯化铵分析解答；氨气、氯化氢为气体，反应生成的氯化铵是固体，压强减小，氯化铵为强酸弱碱盐，且HCl过量，溶液显酸性，据此解答。
【解答】解：（1）大气中的氮以氮气分子形式存在；固氮是氮循环的重要环节，工业固氮制NH3反应温度选择500℃左右的原因是催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率，
故答案为：N2；催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率；
（2）停止加热后仍能保持红热，即可说明该反应放热，
故答案为：放热；
（3）NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3，可观察到白烟生成，
故答案为：NH4NO3；
（4）已知一定温度下，已知氨水中存在：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，将浓氨水与氢氧化钠固体混合，氢氧化钠溶于水（或氨水）的过程是放热的，促使NH3?H2O分解放出氨气，又氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移，有利于氨气逸出，
故答案为：氨水中存在：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，氢氧化钠溶于水（或氨水）的过程是放热的，促使NH3?H2O分解放出氨气，又氨气与氢氧化钠混合后，氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移，有利于氨气逸出；
（5）G容器压强为150kPa，H容器为100kPa，所以打开旋塞1，氯化氢气体进入H瓶，与氨气反应生成氯化铵小颗粒，所以H瓶中现象是产生白烟；
氨气、氯化氢为气体，反应生成的氯化铵是固体，压强减小，所以再打开旋塞2，石蕊试液被吸入H瓶，氯化铵为强酸弱碱盐，溶液显酸性，且HCl过量，则H瓶中的现象是紫色石蕊试液变红；
故答案为：产生白烟、烧瓶中的液体倒吸入H瓶，且紫色石蕊试液变红。
【点评】本题主要考查了氨的制备、氨气以及铵盐的性质，掌握实验室制取氨气的原理以及铵盐的水解规律是解答的关键，题目难度中等。
24．某化学兴趣小组在实脸室模拟侯德榜制碱法制备纯碱．主要步骤如下：
第一步：配制饱和NaCl溶液，倒入烧杯中加热；
第一步：控制温度在30﹣35℃．边搅拌边分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟；
第三步：静置、过滤得NaHCO3晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质，然后抽干；
第四步：将第二步所得固体转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得纯碱固体，
已知：温度高于35℃时，NH4HCO3会分解．有关盐的溶解度（g/100g水）如表：
盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11．l 12.7 14.5 16.4 ﹣﹣
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
回答下列问题：
（1）反应温度控制在30﹣35℃范围内，应采取的加热方法为 水浴加热 ，反应温度不能高于35℃的理由是 高于35℃时NH4HCO3会分解 ．
（2）第三步静置后析出NaHCO3晶体的原因是 NaHCO3的溶解度最小 ；用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质粒子 Cl﹣、NH4+ （用离子符号表示）．
（3）若向过滤所得母液中加入 稀盐酸 （填写试剂名称），并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl．
（4）纯碱产品不纯，含有NaHCO3、NaCl等杂质．测定纯碱中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加l﹣2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为cmol/L的盐酸滴定至溶液由红色到无色（指示CO32﹣+H+=HCO3﹣反应的终点），所用盐酸体积为V1mL，再加1﹣2滴甲基橙指示剂，继续用盐酸滴定至溶液由黄变橙，所用盐酸总体积为V2mL．
①实验室配制一定体积cmol/L盐酸需用的仪器除了容量瓶、烧杯、量筒外还需 胶头滴管、玻璃棒 ；在容量瓶的使用方法中，下列操作正确的是 ae （填写标号）
a．使用容量瓶前检验它是否漏水
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
c．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中．然后加蒸馏水定容
d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接贴上标签，放置备用
e．定容后盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次
②写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3 （%）= ×100% ．
【分析】（1）水浴加热，可以平稳地加热，加热温度不超过100度，严格的温度控制进行的反应，一般用水浴加热，根据题中所给信息“35℃NH4HCO3会有分解”分析，30﹣35℃温度较低，要控制恒温，可用水浴加热；
（2）第三步静置为使反应充分进行，使反应完全，分析溶解度数据，对比各物质的溶解度，根据溶解度越小越容易析出来分析，物质的溶解度，碳酸氢铵0℃时溶解度为11.9g；20℃时为21g；30℃时碳酸氢铵的溶解度27g，碳酸氢钠30℃为11.1g，故碳酸氢钠先析出，根据溶解平衡的知识分析剩余物的成分；
（3）过滤除去析出的碳酸氢钠后所得的母液主要成分为NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，加入盐酸使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl；
（4）①配制一定质量分数的盐酸溶液的基本步骤：计算、量取、溶解、转移、定容、贴标签选择仪器；
a．使用容量瓶前要检查它是否漏水，防止在配制溶液过程中漏液；
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗，会导致所配溶液浓度偏大；
c．容量瓶不能用来溶解固体；
d．容量瓶是定量仪器，只能用于配制一定物质的量浓度的溶液，容量瓶不能长时间保存溶液；
e．摇匀时食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转反复上下摇匀．
②加酚酞指示剂，指示CO32﹣+H+=HCO3﹣应的终点，再加甲基橙指示剂，指示HCO3﹣+H+=CO2+H2O反应的终点，样品中含有的碳酸氢钠反应消耗盐酸体积为（V2﹣V1 ）mL，消耗盐酸的物质的量为c×（V2﹣V1 ）÷1000 mol，故碳酸氢钠的物质的量为c×（V2﹣V1）÷1000 mol，以此来计算碳酸氢钠的质量分数．
【解答】解：（1）根据题意，碳酸氢铵温度不能超过35℃，否则会大量分解，若温度过低，则反应速率较慢，故反应温度控制在30﹣35℃之间为宜，水浴加热是把要加热的物质放在水中，通过给水加热达到给物质加热的效果，一般都是把要反应的物质放在试管中，再把试管放在装有水的烧杯中，再在烧杯中插一根温度计，可以控制反应温度，水浴加热的优点是避免了直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，可以平稳地加热，所以应采取的加热方法为水浴加热，
故答案为：水浴加热；高于35℃时NH4HCO3会分解；
（2）第三步静置，可以使反应充分进行，使反应完全，碳酸氢铵0℃时溶解度为11.9g；20℃时为21g；30℃时27g，碳酸氢钠30℃为11.1g，碳酸氢钠0℃溶解度为6.9 g，10℃为8.15g，20℃为9.6 g，30℃为11.1g，40℃为12.7 g，30℃时碳酸氢钠的溶解度最小，故碳酸氢钠先析出，因为未反应完的氯化钠、碳酸氢铵及生成的氯化铵会附着在碳酸氢钠晶体表面，所以要用蒸馏水进行洗涤，以便除去杂质，除去杂质粒子为Cl﹣、NH4+，
故答案为：NaHCO3的溶解度最小；Cl﹣、NH4+；
（3）过滤除去析出的碳酸氢钠，溶液中还有部分碳酸氢钠未析出，还有溶解在溶液中的NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，所得的母液主要成分为NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，加入盐酸与NaHCO3、转化为氯化钠，NH4HCO3与盐酸反应转化为氯化铵、使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl，
故答案为：稀盐酸；
（4）①实验室配制一定物质的量浓度溶液的步骤为：计算、称量（量取）、溶解（稀释）、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，依次用到的仪器有：托盘天平（量筒）、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，
所以还需用到的仪器为：胶头滴管、玻璃棒；
a．使用容量瓶前要检查它是否漏水，防止在配制溶液过程中漏液，故a正确；
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗，会导致所配溶液浓度偏大，故b错误；
c．容量瓶为精密仪器，不能用来溶解固体，故c错误；
d．容量瓶是配置溶液的仪器不是保存溶液的仪器，应该用试剂瓶保存，故d错误；
e．摇匀时食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转反复上下摇匀，故e正确．
故答案为：胶头滴管、玻璃棒；ae；
②加酚酞指示剂，变色范围为8﹣10，用物质的量浓度为c×（mol/L）的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色，指示CO32﹣+H+=HCO3﹣反应的终点，所用HCl溶液体积为V1mL；再加甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，指示HCO3﹣+H+=CO2↑+H2O反应的终点，所用HCl溶液体积为V2 mL．上述的两个离子方程式为①CO32﹣+H+=HCO3﹣②HCO3﹣+H+=CO2+H2O，故样品中含有的碳酸氢钠反应消耗盐酸体积为（V2﹣V1 ）mL，消耗盐酸的物质的量为c（V2﹣V1 ）÷1000 mol，故碳酸氢钠的物质的量为c×（V2﹣V1）÷1000 mol，碳酸氢钠的质量为c×（V2﹣V1 ）M÷1000 g，碳酸氢钠的质量分数为×100%=×100%，
故答案为：×100%．
【点评】本题考查学生根据侯氏制碱法的基本过程进行解题，学生能利用各种物质常见的溶解度和物质的质量分数来计算是解题的关键，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力，题目难度中等．
四．推断题（共2小题）
25．图为工业合成氨生产简易流程图：
回答下列问题：
（1）合成氨所需的氮气来源于 空气 ；合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备，其主要反应为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）；CH4和O2的反应：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）．CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气中氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如表：
气体 CO H2 N2 O2
体积（L） 25 60 15 2.5
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）：V（N2）= 2：3 ．
（2）在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是 防止催化剂中毒 ；
上述流程中热交换器的作用是 热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气 ．从合成塔出来的混合气体，通常仅含有15%（体积分数）的氨．为提高原料的利用率，通常采取的措施是 将N2，H2循环利用 ．
（3）合成氮为放热反应，但工业上采用400℃﹣500℃的温度，主要原因是：
①该温度范围内反应速率较快．② 该温度下催化剂的活性较大 ．
（4）氨可与CO2反应制备尿素（CO（NH2）2]，反应过程分为两步，试写出有关的化学方程式：
①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4）： 2NH3+CO2H2NCOONH4 ．
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水： H2NCOONH4CO（NH2）2+H2O ．
（5）新法合成氨常采用电解法合成．即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中，氢气和氮气在电极上合成了氨，大大提高了氨的产率．新法合成氨所用的电解质能传导H+，则阴极的电极反应式为 N2+6H++6e﹣═2NH3 ．
【分析】（1）根据空气中含有大量的氮气分析；根据反应的方程式结合表中数据列方程式计算；
（2）根据合成氨在催化剂高温高压条件下进行，则在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是防止催化剂中毒；热交换器的作用是充分利用能源，降低成本；物质的循环使用可以节约原料，提高利用率；
（3）采用400℃﹣500℃的温度，根据合成氨为放热反应，对氨的合成不利，但可考虑催化剂的活性增大反应速率；
（4）根据反应前后原子守恒书写化学方程式；
（5）电解池的阴极发生得电子的还原反应，总反应式减去阳极电极反应式，即为阴极电极反应式．
【解答】解：（1）因为空气中含有大量的氮气，并且成本很低，所以合成氨所需的氮气来源于空气；
设反应消耗的H2O为xmol，O2为ymol，则根据CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）和2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g），
得
x=10，y=7.5
V（O2）：V（N2）==2：3，
故答案为：空气；2：3；
（2）因为合成氨的原科气中混有的杂质可能使催化剂中毒，所以在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去；热交换器的作用是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气，充分利用能源，降低成本；未反应的N2和H2，可以循环使用，这样循环可以提高原料气的利用率，
故答案为：防止催化剂中毒；热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气；将N2，H2循环利用；
（3）采用400℃﹣500℃的温度，根据合成氨为放热反应，对氨的合成不利，但该温度范围内反应速率较快，主要考虑催化剂的活性较大，
故答案为：该温度下催化剂的活性较大；
（4）①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4），则发生的化学方程式为：2NH3+CO2H2NCOONH4，
故答案为：2NH3+CO2H2NCOONH4；
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水，则发生的化学方程式为：H2NCOONH4CO（NH2）2+H2O，故答案为：H2NCOONH4CO（NH2）2+H2O；
（5）总反应式为N2+3H2=2NH3，阳极的电极反应为3H2﹣6e﹣═6H+，总反应式减去阳极电极反应式即为阴极电极反应式，所以阴极电极反应式为：N2+6H++6e﹣═2NH3，
故答案为：N2+6H++6e﹣═2NH3．
【点评】本题考查学生合成氨的原理以及应用等知识，侧重于学生分析能力和问题解决能力的考查，注重于化学对生活、生产的指导，难度中等．
26．侯德榜制碱法生产流程为：
（1）沉淀池中反应的化学方程式： NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓ ；
（2）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为： 用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠 ．
（3）上述流程中物质X的分子式为 CO2 ．
【分析】（1）饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体
（2）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银；
（3）循环Ⅱ是利用碳酸氢钠分解生成的二氧化碳通入沉淀池循环使用．
【解答】解：（1）氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓，
故答案为：NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓；
（5）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠；
故答案为：用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠；
（3）循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中，煅烧碳酸氢钠时生成二氧化碳、二氧化碳能循环利用，所以X是CO2，
故答案为：CO2．
【点评】本题主要考查了实验方案的设计，明确物质的性质是解本题关键，了解制备原理，知道常见物质分离的方法，难度中等．
一．选择题（共10小题）
1．被称为人体冷冻学之父的罗伯特?埃廷格在1962年写出《不朽的前景》一书。他在书中列举了大量事实，证明了冷冻复活的可能。比如，许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来，春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是（ ）
A．化学反应前后质量守恒
B．低温下分子无法运动
C．温度降低，化学反应停止
D．温度越低，化学反应越慢
2．下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A．化学反应会引起化学键的变化
B．化学反应会产生新的物质
C．化学反应必然引起物质状态的变化
D．化学反应必然伴随着能量的变化
3．在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是（ ）
A．容器内原子总数不变
B．容器内压强不变
C．容器内分子总数不变
D．发生的反应属于取代反应
4．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，有关合成氨的说法正确的是（ ）
A．升温能提高氢气的转化率
B．采用20～50 MPa能提高催化剂的效率
C．使用催化剂能提高NH3的百分含量
D．循环使用未反应的N2和H2能节约成本
5．下列说法不正确的是（ ）
A．“氮的固定”过程氮元素一定被氧化
B．工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝
C．氮氧化物会造成“光化学烟雾”、“酸雨”等环境危害
D．长期放置的浓硝酸常显黄色是因为溶有NO2的缘故
6．已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：
Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色）
现进行如下实验：
①向试管中加入4 mL 0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量；
②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量。
下列分析不正确的是（ ）
A．上述反应平衡常数的表达式为：K=[c（H+）?c2（CrO42﹣）]/[c（Cr2O72﹣）?c（H2O）]
B．实验①现象：溶液由橙色变为黄色，实验②现象：溶液由黄色变为橙色
C．实验①和②的目的是探究H+浓度对上述平衡的影响
D．预测稀释K2Cr2O7溶液时，溶液颜色由橙色变为黄色
7．下列反应条件的控制中，不恰当的是（ ）
A．为了防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
8．对于平衡体系2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0．下列结论中正确的是（ ）
A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，此时的SO2浓度变为原来的0.5倍
B．若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明反应开始时，两者的物质的量这比为2：1
C．若从平衡体系中分离出SO3，则有利于提高SO2的转化率和加快正反应速率
D．平衡状态时SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2：1：2
9．一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaC03（s）=CaO（s）+CO2（g）达到平衡．下列说法正确的是（ ）
A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，C02的浓度为原来的2倍
B．CaCO3（s）加热分解生成Ca0（s）和C02，△s＜0
C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变
D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行．
10．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是（ ）
A．能够节约原料和能源 B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益 D．能够提高化学反应速率
二．填空题（共10小题）
11．“低碳”既是时尚，也是环保要求．“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式．下面是几个工厂利用废气、废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：
（1）工艺操作②为： ．
（2）工业合成氨的化学方程式为： ．
（3）副产品的化学式为 ．该联合生产工艺中可以循环使用的物质是 ．
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是
（5）写出生成“产品”的化学方程式： ．
12．实验室合成氨装置如图：
试回答：
（1）装置甲的作用是：① ，② ，
（2）从丙导出的气体是 ，
（3）乙中发生的反应方程式为 ，
（4）检验产物的简单化学方法是 ．
13．写出“雷雨发庄稼”过程的三个化学方程式：
（1） （2） （3）． ．
14．（1）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点． 其过程大体如图1所示：
①请写出用天然气制备氢气的化学方程式： ．
②写出合成尿素反应的化学方程式： ．
③写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式： ．
④每生产1mol NH4NO3最少需要NH3 mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4 mol．
（2）科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图2）．已知断裂1molN﹣N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为N2时要释放 kJ能量．
15．NaCl是价廉且应用广泛的化工业原料，例如应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。
（1）19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法，20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代。
①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式 。
②在联合制碱法中，纯碱工厂与 工厂进行联合生产，以方便的获得原料 。
③在联合制碱法中循环使用，而在氨碱法中循环使用率不高的物质是 。
（2）氯酸钾是重要的化工业产品，在火柴、炸药、雷管、焰火等制造中有重要应用，工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠，再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀。
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾，主要应用氯酸钾的 性。
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式 。该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有 （请答出两点）。
（3）在肥皂的工业生成过程中，也要使用NaCl的目的是 。
16．工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r= ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是 ．
17．化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义．
（1）机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源．
①气缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0．汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因 、 ．
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，该设想能否实现？ （选填“能”或“不能”），依据是 ．
（2）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有与水反应．该反应的离子方程式为 ，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中Cl﹣浓度 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）一定条件下，Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+═I2+2Fe2+，当反应达到平衡后，加入CCl4充分振荡，且温度不变，上述平衡向 （选填“正反应”或“逆反应”）方向移动．请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案 ．
18．中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作，对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现，北京PM2.5有6个重要来源，其中，汽车尾气和燃煤分别占4%、18%（如图1所示）
（1）用于净化汽车尾气的反应为：
2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）
已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢．下列说法正确的是：
A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
（2）CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题．镍与CO反应的化学方程式为Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）4（g），镍与CO反应会造成镍催化剂中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO，生成物为S和CO2．已知相关反应过程的能量变化如图2所示：
则用SO2除去CO的热化学方程式为 ．
（3）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）2N2（g）+3H2O（g）△H＜0．为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是（任意填一种） ．
（4）利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下：
NONO2N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是 ．若有11.2L N2生成（标准状况），共消耗NO g．
（5）化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．该方法可用H2将NO3﹣还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12．其原理如图3所示．
电源负极为 （填A或B），阴极反应式为 ；若电解过程中转移了2mol电子，则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少 克．
19．合成氨工业的原料气H2，可用天然气制取，其生产流程如图：
（1）写出反应I的反应方程式： 该反应的平衡常数表达式为： ；
（2）转化炉中反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），其平衡常数与温度关系如表：
温度 400℃ 500℃ 800℃ 1000℃
平衡常数 10 9 1 0.5
该反应为： 反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）合成氨反应原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣92.4KJ/mol
回答下列问题：
①工业合成氨原料氮气制备方法是 ；
②在一定温度下，将1molN2和3molH2充入一容积不变的密闭容时器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的，平衡状态记为S0，则平衡时容器内NH3的体积分数为 ；若保持温度不变，开始时向容器加入a mol N2，b mol H2，c mol NH3，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后向各物质的理与原平衡S0完全相同，则起始时c的取值范围应是 ．
20．我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
填写下列空白：
（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是： ．
（2）上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是 ．
A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸
B．混合气加压冷却，使CO2液化
C．混合气用氨水洗涤
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，
（3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行 ，目的是 ；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法：
（4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况 ．
三．实验题（共4小题）
21．氮及其化合物在生产、生活中有着重要的作用．题中相关的实验装置如图1：
（1）实验室利用图1中的c装置制取氨气的反应方程式为： ．
（2）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图2
已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．
①从上图中选择制取气体的合适装置 （填代号）氮气 、氢气 ．
②氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 、 ．
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是 ．
④用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是 ，锥形瓶中还可观察到的现象是 ．
⑤写出乙装置中氨氧化的化学方程式： ．
（3）一定条件下，N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．请写出该反应的化学方程式 ．
22．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．
完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入 溶液中（填写试剂名称），出现 ，可以证明有硫化氢存在．
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2OCO2+H2，若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H2）：V（N2）= ．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：
Na2CO3 K2CO3
20℃碱液最高浓度（mol/L） 2.0 8.0
碱的价格（元/kg） 1.25 9.80
若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是 ；缺点是 ．如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？ 写出这种方法涉及的化学反应方程式．
（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数．
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中．
②该实验方案中，步骤 （选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数．
23．氮元素在地球上含量丰富，其中氨气在工农业生产生活中有着重要的作用。
（1）大气中氮以 （填微粒符号）形式存在。固氮是氮循环的重要环节，工业固氮制NH3反应温度选择500℃左右的原因是 。
（2）某兴趣小组用如图1装置探究氨的催化氧化，加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）图1中若取消3，在4中仅观察到大量白烟，该白烟的化学式可能为 。
（4）实验室还可用浓氨水与氢氧化钠固体混合，制得氨气。请用平衡移动及其他相关的理论解释该方法能制备氨气的原因： 。
（5）按图2装置进行氨气的性质实验（旋塞1和旋塞2实验前关闭），G、H是两个等体积的容器。先打开旋塞1，一段时间后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，H瓶中现象依次是： 。
24．某化学兴趣小组在实脸室模拟侯德榜制碱法制备纯碱．主要步骤如下：
第一步：配制饱和NaCl溶液，倒入烧杯中加热；
第一步：控制温度在30﹣35℃．边搅拌边分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟；
第三步：静置、过滤得NaHCO3晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质，然后抽干；
第四步：将第二步所得固体转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得纯碱固体，
已知：温度高于35℃时，NH4HCO3会分解．有关盐的溶解度（g/100g水）如表：
盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11．l 12.7 14.5 16.4 ﹣﹣
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
回答下列问题：
（1）反应温度控制在30﹣35℃范围内，应采取的加热方法为 ，反应温度不能高于35℃的理由是 ．
（2）第三步静置后析出NaHCO3晶体的原因是 ；用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质粒子 （用离子符号表示）．
（3）若向过滤所得母液中加入 （填写试剂名称），并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl．
（4）纯碱产品不纯，含有NaHCO3、NaCl等杂质．测定纯碱中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加l﹣2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为cmol/L的盐酸滴定至溶液由红色到无色（指示CO32﹣+H+=HCO3﹣反应的终点），所用盐酸体积为V1mL，再加1﹣2滴甲基橙指示剂，继续用盐酸滴定至溶液由黄变橙，所用盐酸总体积为V2mL．
①实验室配制一定体积cmol/L盐酸需用的仪器除了容量瓶、烧杯、量筒外还需 ；在容量瓶的使用方法中，下列操作正确的是 （填写标号）
a．使用容量瓶前检验它是否漏水
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
c．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中．然后加蒸馏水定容
d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接贴上标签，放置备用
e．定容后盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次
②写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3 （%）= ．
四．推断题（共2小题）
25．图为工业合成氨生产简易流程图：
回答下列问题：
（1）合成氨所需的氮气来源于 ；合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备，其主要反应为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）；CH4和O2的反应：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）．CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气中氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如表：
气体 CO H2 N2 O2
体积（L） 25 60 15 2.5
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）：V（N2）= ．
（2）在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是 ；
上述流程中热交换器的作用是 ．从合成塔出来的混合气体，通常仅含有15%（体积分数）的氨．为提高原料的利用率，通常采取的措施是 ．
（3）合成氮为放热反应，但工业上采用400℃﹣500℃的温度，主要原因是：
①该温度范围内反应速率较快．② ．
（4）氨可与CO2反应制备尿素（CO（NH2）2]，反应过程分为两步，试写出有关的化学方程式：
①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4）： ．
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水： ．
（5）新法合成氨常采用电解法合成．即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中，氢气和氮气在电极上合成了氨，大大提高了氨的产率．新法合成氨所用的电解质能传导H+，则阴极的电极反应式为 ．
26．侯德榜制碱法生产流程为：
（1）沉淀池中反应的化学方程式： ；
（2）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为： ．
（3）上述流程中物质X的分子式为 ．
2018年新人教版选修2《第1章 走进化学工业》单元测试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．被称为人体冷冻学之父的罗伯特?埃廷格在1962年写出《不朽的前景》一书。他在书中列举了大量事实，证明了冷冻复活的可能。比如，许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来，春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是（ ）
A．化学反应前后质量守恒
B．低温下分子无法运动
C．温度降低，化学反应停止
D．温度越低，化学反应越慢
【分析】由题给信息可知，冷冻复活与反应速率有关，一般来说，温度越低，反应速率越小，温度越高，反应速率越大。
【解答】解：温度的高低影响化学反应速率的快慢，温度越低，反应速率越慢，但反应不会停止，分子运动不会停止，与反应前后质量守恒无关。
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率的因素，侧重于化学与生活的考查，有利于培养学生良好的科学素养，提高学生学习的积极性，难度不大，注意相关基础知识的积累。
2．下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A．化学反应会引起化学键的变化
B．化学反应会产生新的物质
C．化学反应必然引起物质状态的变化
D．化学反应必然伴随着能量的变化
【分析】化学反应的实质是旧化学键的断裂新化学键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，化学反应既有物质的变化又伴随能量的变化，以此解答该题。
【解答】解：A．化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，故A正确；
B．形成新化学键，则一定生成新物质，故B正确；
C．化学反应不一定能引起物质状态的变化，如氢气和氯气反应生成氯化氢，都是气体，没有状态的改变，故C错误；
D．断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，则化学反应必然伴随着能量的变化，常常变现为热量的变化，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了化学反应实质理解应用，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意化学键断裂和形成是化学反应的实质，题目难度不大。
3．在常温下，把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方，两种气体发生反应，下列叙述中不正确的是（ ）
A．容器内原子总数不变
B．容器内压强不变
C．容器内分子总数不变
D．发生的反应属于取代反应
【分析】甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳以及氯化氢，反应遵循质量守恒定律，以此解答该题．
【解答】解：A．原子是化学变化中的最小微粒，根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类不变，故A正确；
B．二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳为液体，容器内压强减小，故B错误；
C．取代反应分子总数不变，如甲烷的第一步取代：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，两分子反应生成两分子，故C正确；
D．甲烷中H原子被Cl原子替代，为取代反应，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查甲烷发生取代反应的特点，涉及质量守恒定律、化学反应中压强的变化，取代反应的判断等，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度不大，掌握甲烷的取代反应是解题的关键．
4．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，有关合成氨的说法正确的是（ ）
A．升温能提高氢气的转化率
B．采用20～50 MPa能提高催化剂的效率
C．使用催化剂能提高NH3的百分含量
D．循环使用未反应的N2和H2能节约成本
【分析】合成氨反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，为放热反应，与哈伯法合成氨工艺相比较，催化剂不同，且在常压下进行，结合平衡移动的影响因素解答该题。
【解答】解：A．正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故降低氢气的转化率，故A错误；
B．与哈伯法合成氨工艺相比较，催化剂不同，且在常压下进行，20～50 MPa为高压，故B错误；
C．使用催化剂能降低反应的活化能，减少反应的时间，不能提高NH3的百分含量，故C错误；
D．循环使用未反应的N2和H2能节约成本，故D正确，
故选：D。
【点评】本题考查合成氨知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力以及自学能力的考查，注意把握题给信息，难度不大。
5．下列说法不正确的是（ ）
A．“氮的固定”过程氮元素一定被氧化
B．工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝
C．氮氧化物会造成“光化学烟雾”、“酸雨”等环境危害
D．长期放置的浓硝酸常显黄色是因为溶有NO2的缘故
【分析】A．固氮是将空气中游离态的氮转化为化合态；
B．工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝；
C．光化学烟雾的形成主要是汽车尾气排放出的氮氧化物发生复杂的变化造成的；氮氧化物是硝酸型酸雨形成的主要原因；
D．浓硝酸受热易分解生成二氧化氮、氧气和水，二氧化氮溶于浓硝酸而使溶液呈黄色。
【解答】解：A．固氮是将空气中游离态的氮转化为化合态，化合价可以升高，被氧化，化合价可以降低，被还原，故A错误；
B．工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，故B正确；
C．氮氧化物与光化学烟雾、酸雨有关，是导致光化学烟雾、酸雨的主要物质，故C正确；
D．浓硝酸受热易分解生成二氧化氮、氧气和水，二氧化氮溶于浓硝酸而使溶液呈黄色，所以浓硝酸常常显黄色，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查了环境污染与治理、元素化合物性质、金属的冶炼，熟悉相关工艺及物质的性质是解题关键，题目难度中等。
6．已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：
Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色）
现进行如下实验：
①向试管中加入4 mL 0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量；
②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量。
下列分析不正确的是（ ）
A．上述反应平衡常数的表达式为：K=[c（H+）?c2（CrO42﹣）]/[c（Cr2O72﹣）?c（H2O）]
B．实验①现象：溶液由橙色变为黄色，实验②现象：溶液由黄色变为橙色
C．实验①和②的目的是探究H+浓度对上述平衡的影响
D．预测稀释K2Cr2O7溶液时，溶液颜色由橙色变为黄色
【分析】A、平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，水的浓度是常数，由此书写平衡常数表达式；
B、实验①向试管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量，Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色），平衡正向移动；而实验②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量，平衡又逆向移动；
C、根据实验①和②加入试剂改变了溶液中氢离子的浓度，探究氢离子的浓度对平衡的影响；
D、稀释K2Cr2O7溶液时，平衡正向移动，由此判断颜色的变化。
【解答】解：A、平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，水的浓度是常数，所以K=，故A错误；
B、实验①向试管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液溶液，再滴加1mol/LNaOH溶液至稍过量，Cr2O72﹣（aq，橙色）+H2O（l）?2H+（aq）+2CrO42﹣（aq，黄色），平衡正向移动，溶液由橙色变为黄色，实验②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍过量，平衡又逆向移动，溶液由黄色变为橙色，故B正确；C、根据实验①和②加入试剂改变了溶液中氢离子的浓度，因此目的是探究氢离子浓度对上述平衡的影响，故C正确；
D、稀释K2Cr2O7溶液时，平衡正向移动，溶液颜色由橙色变为黄色，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查化学平衡常数，平衡移动原理的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
7．下列反应条件的控制中，不恰当的是（ ）
A．为了防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
【分析】A、防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆，防止铁与潮湿的空气接触；
B、根据面粉厂、纺纱厂、加油站周围的空气中漂浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸进行解答；
C、加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，所以加快化学反应速率；
D、温度越低反应速率越慢．
【解答】解：A、防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触，故A正确；
B、面粉厂、纺纱厂、加油站周围的空气中漂浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、纺纱厂、加油站均要严禁烟火，故B正确；
C、加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，所以加快化学反应速率，故C正确；
D、温度越低反应速率越慢，所以把反应容器放到冷水中冷却，反应速率减慢，故D错误；
故选：D。
【点评】此题考查了生活中加快或减慢化学反应速度的一些方法，了解了影响化学反应速度的一些外界因素．
8．对于平衡体系2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0．下列结论中正确的是（ ）
A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，此时的SO2浓度变为原来的0.5倍
B．若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明反应开始时，两者的物质的量这比为2：1
C．若从平衡体系中分离出SO3，则有利于提高SO2的转化率和加快正反应速率
D．平衡状态时SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2：1：2
【分析】A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，若平衡不移动，SO2浓度变为原来的0.5倍，对于该反应，容积体积变化，平衡会移动；
B．反应物的变化量之比等于计量数之比即2：1，若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明开始时，两者的物质的量这比为2：1；
C．若从平衡体系中分离出SO3，平衡正向移动，反应物浓度没有增大，正反应速率不会加快；
D．达到平衡状态时是各物质的量、浓度保持不变，不是成比例．
【解答】解：A．若温度不变，将容器的体积增大一倍，若平衡不移动，SO2浓度变为原来的0.5倍，对于该反应，容积增大，压强减小，平衡会左移，故A错误；
B．反应物的变化量之比等于计量数之比即2：1，若平衡时SO2、O2的转化率相等，说明开始时，两者的物质的量这比为2：1，故B正确；
C．若从平衡体系中分离出SO3，平衡正向移动，则有利于提高SO2的转化率，反应物浓度没有增大，正反应速率不会加快，故C错误；
D．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2：1：2，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应物初始物质的量及转化率有关，所以不能据此判断平衡状态，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了平衡状态的判断以及化学平衡的调控作用，能用化学平衡移动原理灵活分析是解题的关键，难度中等．
9．一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaC03（s）=CaO（s）+CO2（g）达到平衡．下列说法正确的是（ ）
A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，C02的浓度为原来的2倍
B．CaCO3（s）加热分解生成Ca0（s）和C02，△s＜0
C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变
D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行．
【分析】A．压强增大后，平衡向着逆向移动，二氧化碳的浓度小于原先的2倍；
B．反应中生成气体、反应中气体系数增大的反应都是熵增大的过程；
C．反应中气体始终为二氧化碳，所以气体的密度一定不变；
D．容器的容积不变，充入稀有气体后气体的浓度不变，则平衡不移动．
【解答】解：A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，若平衡不移动，C02的浓度为原来的2倍，由于压强增大，平衡向着逆向移动，则平衡时二氧化碳的浓度小于原先的2倍，故A错误；
B．CaCO3（s）高温分解为CaO（s）和CO2（g），反应方程式为：CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g），反应生成气体，是熵值增加的过程，则△S＞0，故B错误；
C．该反应中只有二氧化碳气体，所以反应过程中气体的密度始终不变，则将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变，故C正确；
D．保持容器体积不变，充入He，由于气体的浓度不变，则平衡不会移动，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了化学平衡及其影响，题目难度中等，明确影响化学平衡的因素为解答关键，C为易错点，注意无论平衡是否移动，反应中只有二氧化碳一种气体，为易错点．
10．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是（ ）
A．能够节约原料和能源 B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益 D．能够提高化学反应速率
【分析】提高化学反应的限度指的是化学反应所进行的程度，根据提高化学反应的限度能够节约原料和能源、提高产品的产量、提高经济效益来回答．
【解答】解：提高化学反应的限度能够节约原料和能源、提高产品的产量、提高经济效益，但是和化学反应速率的快慢不是一码事，故选D。
【点评】本题考查化学反应的限度与可逆反应，题目难度不大，注意理解可逆反应的特征和化学反应的限度．
二．填空题（共10小题）
11．“低碳”既是时尚，也是环保要求．“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式．下面是几个工厂利用废气、废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：
（1）工艺操作②为： 过滤 ．
（2）工业合成氨的化学方程式为： N2+3H22NH3 ．
（3）副产品的化学式为 CaO ．该联合生产工艺中可以循环使用的物质是 CO2 ．
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是 用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3
（5）写出生成“产品”的化学方程式： CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4 ．
【分析】（1）根据反应原理CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4判断操作方法；
（2）工业上用氮气和氢气在高温 高压、催化剂条件下反应生成氨气，据此写出反应的化学方程式；
（3）煅烧碳酸钙后可生成CO2和CaO，其中CO2可循环使用；
（4）通常利用湿润的红色石蕊试纸检验NH3；
（5）“产品”为（NH4）2SO4，反应物为CaSO4悬浊液、CO2、NH3等，产物除（NH4）2SO4外还有CaCO3，据此写出反应的化学方程式．
【解答】解：（1）该反应原理为：CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4，将沉淀池中的混合物经过滤可得到产品和沉淀，
故答案为：过滤；
（2）工业上用氮气和氢气在高温 高压、催化剂条件下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3，
故答案为：N2+3H22NH3；
（3）CaCO3煅烧后可生成CO2和CaO，其中CO2可循环使用，
故答案为：CaO；CO2；
（4）利用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，操作方法为：用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3，
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3；
（5）“产品”是（NH4）2SO4，反应物是CaSO4悬浊液、CO2、NH3等，产物除（NH4）2SO4外还有CaCO3，反应化学方程式为CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4，
故答案为：CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4．
【点评】本题考查了物质制备方法，题目难度中等，明确制备流程及发生反应原理为解答关键，注意掌握化学实验基本操作方法，试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力．
12．实验室合成氨装置如图：
试回答：
（1）装置甲的作用是：① 干燥气体 ，② 使N2和H2充分混合（或观察气泡以调节氢气、氮气流速） ，
（2）从丙导出的气体是 NH3、N2、H2 ，
（3）乙中发生的反应方程式为 N2+2H22NH3 ，
（4）检验产物的简单化学方法是 用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成（或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成） ．
【分析】（1）根据浓硫酸具有吸水性、通过观察气泡可以控制气体流速等角度角度；
（2）根据合成氨的反应为可逆反应分析从丙导出的气体组成；
（3）氮气和氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，该反应为可逆反应，据此写出反应的化学方程式；
（4）根据检验氨气的常用方法解答．
【解答】解：（1）装置甲的作用有：①浓硫酸具有吸水性，能够干燥气体，②混合气体通过浓硫酸后使N2和H2充分混合，③通过观察气泡，可以调节氢气、氮气流速，
故答案为：干燥气体；使N2和H2充分混合（或观察气泡以调节氢气、氮气流速）；
（2）由于氮气与氢气的反应为可逆反应，所以从丙中导出的气体为NH3、N2、H2的混合气体，
故答案为：NH3、N2、H2；
（3）氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+2H22NH3，
故答案为：N2+2H22NH3；
（4）检验氨气的方法可以为：蘸有浓盐酸的玻璃棒放在导管口，有白烟说明有氨气生成，或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成，
用蘸有浓HCl的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成，
故答案为：用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成（或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成）．
【点评】本题考查了合成氨的原理，题目难度中等，注意掌握合成氨的反应原理及装置特点，明确具有氨气的常用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．
13．写出“雷雨发庄稼”过程的三个化学方程式：
（1） N2+O22NO （2） 2NO+O2═2NO2 （3）． 3NO2+H2O═2HNO3+NO ．
【分析】在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体；一氧化氮不溶于水，在常温下易跟空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体；二氧化氮易溶于水，它溶于水后生成硝酸和一氧化氮，据此书写方程式．
【解答】解：“雷雨发庄稼”，空气中的N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，N2+O22NO；
一氧化氮的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的O2反应生成红棕色的二氧化氮气体，2NO+O2=2NO2；
二氧化氮气体有毒，易与水反应生成硝酸（HNO3）和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO；生成的硝酸随雨水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐可作氮肥，植物生长得更好，
故答案为：N2+O22NO；2NO+O2═2NO2；3NO2+H2O═2HNO3+NO．
【点评】本题考查物质的性质及应用、化学方程式书写，侧重于化学与生活、生产的考查，明确氮及其化合物的性质是解题关键，注重基础知识的考查，题目难度不大．
14．（1）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点． 其过程大体如图1所示：
①请写出用天然气制备氢气的化学方程式： CH4+2H2OCO2+4H2 ．
②写出合成尿素反应的化学方程式： CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O ．
③写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式： 2NH3+2O2NH4NO3+H2O ．
④每生产1mol NH4NO3最少需要NH3 2 mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4 0.75 mol．
（2）科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图2）．已知断裂1molN﹣N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为N2时要释放 724 kJ能量．
【分析】（1）①根据工艺流程示意图可知CH4的转化为CO2和H2；②根据二氧化碳和氨气反应生成尿素；③根据原子守恒写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式；④根据氮原子守恒回答；
（2）从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N﹣N键，根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能计算．
【解答】解：（1）①CH4转化过程中生成了CO2和H2，方程式为：CH4+2H2OCO2+4H2，
故答案为：CH4+2H2OCO2+4H2；
②二氧化碳和氨气反应生成尿素，根据原子守恒：CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O，
故答案为：CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O；
③O2与NH3反应生成NH4NO3，根据原子守恒反应的化学方程式为2NH3+2O2NH4NO3+H2O，
故答案为：2NH3+2O2NH4NO3+H2O；
④NH4NO3～2NH3，每生产1mol NH4NO3最少需要2molNH3；根据反应CH4+2H2OCO2+4H2、N2+3H22NH3，可知生产2molNH3需要甲烷0.75mol，
故答案为：2；0.75；
（2）从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N﹣N键，根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，则N4（g）=2N2（g）△H，有△H=6×193 kJ?mol﹣1﹣2×941 kJ?mol﹣1=﹣724 kJ?mol﹣1，
故答案为：724．
【点评】本题是一道化学和工业生成相结合的题目，涉及到氧化还原反应、方程式的书写、电解原理、反应热的计算，考查学生分析和解决问题的能力，题目难度中等．
15．NaCl是价廉且应用广泛的化工业原料，例如应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等。
（1）19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法，20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代。
①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 。
②在联合制碱法中，纯碱工厂与 合成氨 工厂进行联合生产，以方便的获得原料 NH3、CO2 。
③在联合制碱法中循环使用，而在氨碱法中循环使用率不高的物质是 CO2、NaCl 。
（2）氯酸钾是重要的化工业产品，在火柴、炸药、雷管、焰火等制造中有重要应用，工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠，再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀。
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾，主要应用氯酸钾的 强氧化 性。
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式 NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ 。该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有 需要加热恒温控制、没有离子交换膜 （请答出两点）。
（3）在肥皂的工业生成过程中，也要使用NaCl的目的是 加入食盐使肥皂析出 。
【分析】（1）①根据制取纯碱的原理：向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱；
②联碱法是以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，联合制碱法是向饱和的氯化钠溶液中，先通入氨气后通入过量的二氧化碳，根据溶解度之间的差异得到碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠灼烧分解得到碳酸钠；
③联合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，而在氨碱法中循环使用率不高；
（2）①氯酸钾中氯元素的化合价为+5价，反应中元素化合价降低，具有强氧化性；
②电解氯化钠溶液控制条件可以得到氯酸钠和氢气，根据NaCl做还原剂，H2O作氧化剂分析解答；该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有无离子交换膜，需要加热恒温；
（3）制肥皂时，皂化反应结束后，加入食盐有利于肥皂的析出，通过盐析使肥皂析出。
【解答】解：（1）①氨气溶于水所得氨水呈碱性，比水更易吸收二氧化碳；向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体，加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱，上述反应的化学方程式分别为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，
故答案为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；
②在联合制碱法中，联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，放出的二氧化碳气体可回收循环使用，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液，第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体，在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品，纯碱工厂与合成氨工厂进行联合生产，以便获得原料NH3、CO2，
故答案为：合成氨；NH3、CO2；
③氨碱法的最大缺点在于原料食盐的利用率只有72%～74%，联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，此外氨碱法与联合制碱法相比，CO2循环使用率也不高，
故答案为：CO2、NaCl；
（2）①处于高价的元素具有氧化性，氯酸钾中氯元素的化合价为+5价，在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中分解生成氯化钾和氧气，氯元素化合价降低，表现强氧化性，
故答案为：强氧化；
②化合价升高的氯元素被氧化，化合价由﹣1价升高到+5价，化合价降低的氢元素被还原，化合价由+1价降低到0价，根据氧化还原反应得失电子数相等，反应为：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑，该工艺过程中使用的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有需要加热恒温控制、没有离子交换膜，
故答案为：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；需要加热恒温控制、没有离子交换膜；
（3）工业上制肥皂时，为了使肥皂和甘油充分分离，常向皂化锅中慢慢加入食盐颗粒，将高级脂肪酸钠从混合液中析出，
故答案为：加入食盐使肥皂析出。
【点评】本题主要考查了氨碱法（索氏）和联合制碱法（侯氏）的原理、氯酸钾的性质、盐析等知识，掌握原理是解题的关键，题目难度中等。
16．工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r= 1.25 ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是 O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100% ．
【分析】由氨氧化的化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，可知氨氧化率达到100%，理论上r=，结合实际生产中平衡移动原理来解答．
【解答】解：由氨氧化的化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，可知氨氧化率达到100%，理论上r==1.25；由图可知，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%，
故答案为：1.25；O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%．
【点评】本题考查化化学平衡的调控作用，为基础性习题，把握发生的反应及图象分析为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意理论生产与实际生产的区别，题目难度不大．
17．化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义．
（1）机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源．
①气缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0．汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因 温度升高，反应速率加快 、 温度升高，有利于平衡反应正向进行 ．
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，该设想能否实现？ 不能 （选填“能”或“不能”），依据是 该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行 ．
（2）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有与水反应．该反应的离子方程式为 Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO ，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中Cl﹣浓度 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）一定条件下，Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+═I2+2Fe2+，当反应达到平衡后，加入CCl4充分振荡，且温度不变，上述平衡向 正反应 （选填“正反应”或“逆反应”）方向移动．请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案 加入少许铁粉或加入少许碘 ．
【分析】（1）①依据影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断；
②依据反应自发进行的条件是△H﹣T△S＜0分析判断；
（2）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸是弱电解质；
加入氢氧化钠，溶液中的氢氧根离子，和氢离子反应，平衡正向进行；
（3）加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度，反应速率降低，从而使得v（正）＞v（逆），导致平衡向正反应方向移动；
增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动．
【解答】解：（1）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0，反应时气体体积不变的吸热反应，温度升高，反应速率加快，平衡右移，单位时间内NO排放量越大；
故答案为：温度升高，反应速率加快；温度升高，有利于平衡反应正向进行；
②2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，反应是焓变增大，熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H﹣T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；
故答案为：不能；该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行；
（2）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO；在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，会和平衡状态下的氢离子反应，平衡正向进行，溶液中Cl﹣浓度增大；
故答案为：Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO；增大；
（3）加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度，反应速率降低，从而使得v（正）＞v（逆），导致平衡向正反应方向移动；
增大生成物浓度或减小反应物浓度平衡逆向移动，加入少许铁粉可以与三价铁离子反应，减小反应物浓度，加入少许碘，增大生成物的浓度，平衡均逆向移动．
故答案为：正反应；加入少许铁粉或加入少许碘．
【点评】本题考查较为综合，题目难度较大，本题易错点为（3），注意加入CCl4萃取了I2，减小了生成物浓度．
18．中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作，对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现，北京PM2.5有6个重要来源，其中，汽车尾气和燃煤分别占4%、18%（如图1所示）
（1）用于净化汽车尾气的反应为：
2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）
已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢．下列说法正确的是： D
A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
（2）CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题．镍与CO反应的化学方程式为Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）4（g），镍与CO反应会造成镍催化剂中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO，生成物为S和CO2．已知相关反应过程的能量变化如图2所示：
则用SO2除去CO的热化学方程式为 SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=﹣（2b﹣a）kJ?mol﹣1 ．
（3）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）2N2（g）+3H2O（g）△H＜0．为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是（任意填一种） 增大NH3浓度（或减小压强、降低温度） ．
（4）利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下：
NONO2N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是 2 NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣ ．若有11.2L N2生成（标准状况），共消耗NO 60 g．
（5）化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．该方法可用H2将NO3﹣还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12．其原理如图3所示．
电源负极为 B （填A或B），阴极反应式为 2NO3﹣+6H2O+10e﹣=N2↑+12OH﹣ ；若电解过程中转移了2mol电子，则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少 18 克．
【分析】（1）A．反应是可逆反应，不能进行彻底；
B．尾气温度已经很高，再升高温度的意义不大；
C．从平衡常数分析反应进行程度，净化设备经济效益分析；
D．提高净化速率的最好方法是使用高效催化剂；
（2）依据图象书写热化学方程式，根据盖斯定律计算得到；
（3）使化学平衡向正反应方向移动可以提高氮氧化物的转化率；
（4）根据二氧化氮具有氧化性，能氧化Na2SO3生成Na2SO4，本身被还原成氮气；通过化学方程式建立关系式然后计算；
（5）由N2O4制取N2O5需要是去电子，所以N2O5在阳极区生成，Pt甲为阳极，结合电极方程式计算．
【解答】解：（1）A．该反应为可逆反应，不能完全转化，排出的气体中一定含有NO或CO，故A错误；
B．尾气温度已经很高，再升高温度，反应速率提高有限，且消耗更多能源，意义不大，故B错误；
C、因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正向移动，但对设备要求更高，不符合生成经济效益，故C错误；
D、研制高效催化剂可提高反应速率，解决反应极慢的问题，有利于尾气的转化，故D正确；
故答案为：D；
（2）图1：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣aKJ/mol
图2CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2=﹣bKJ/mol；
依据盖斯定律②×2﹣①得到：SO2（g）+2CO（g）=S（s）+CO2（g）△H=2△H2﹣△H1=﹣（2b﹣a）KJ/mol，
故答案为：SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=﹣（2b﹣a）kJ?mol﹣1；
（3）使化学平衡向正反应方向移动可以提高氮氧化物的转化率，增加反应物浓度平衡正向移动，所以可以采取增大NH3浓度的措施，由于此反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，此反应正反应方向为气体体积增大的方向，减小压强平衡正向移动，
故答案为：增大NH3浓度（或减小压强、降低温度）；
（4）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na2SO3生成Na2SO4，本身被还原成氮气，
方程式为2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4，
由2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4得：
4NO～N2
30×4g 22.4L
60g 11.2L
所以共消耗NO60g，
故答案为：2 NO2+4SO32﹣=N2+4SO42﹣； 60；
（5）由图示知在Ag﹣Pt电极上NO3﹣发生还原反应，因此Ag﹣Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO3﹣得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，
所以阴极上发生的电极反应式为：2NO3﹣+6H2O+10e﹣=N2↑+12OH﹣，
若电解过程中转移了2mol电子，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+），电极方程式为2H2O﹣4e﹣═4H++O2↑，消耗1mol水，质量为18g，电解液的质量减少18g，
故答案为：B；2NO3﹣+6H2O+10e﹣=N2↑+12OH﹣；18．
【点评】本题涉及热化学方程式的计算、化学平衡移动、电解原理、氧化还原原理等知识点，题目综合性程度一般，难度中等，掌握好原理是关键．
19．合成氨工业的原料气H2，可用天然气制取，其生产流程如图：
（1）写出反应I的反应方程式： CH4+H2OCO+3H2， 该反应的平衡常数表达式为： K= ；
（2）转化炉中反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），其平衡常数与温度关系如表：
温度 400℃ 500℃ 800℃ 1000℃
平衡常数 10 9 1 0.5
该反应为： 放热 反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）合成氨反应原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣92.4KJ/mol
回答下列问题：
①工业合成氨原料氮气制备方法是 分离液态空气 ；
②在一定温度下，将1molN2和3molH2充入一容积不变的密闭容时器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的，平衡状态记为S0，则平衡时容器内NH3的体积分数为 25% ；若保持温度不变，开始时向容器加入a mol N2，b mol H2，c mol NH3，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后向各物质的理与原平衡S0完全相同，则起始时c的取值范围应是 0.8＜c≤2 ．
【分析】（1）高温条件下，甲烷与水蒸气反应生成CO和氢气；根据方程式和平衡常数的概念书写；
（2）随着温度升高K减小，根据K的变化与平衡移动分析；
（3）①氮气来源于空气，根据空气中各气体沸点的不同来分离得到氮气；
②依据化学平衡的三段式列式计算出生成的氨气的物质的量，再求出体积分数；从等效平衡的角度分析，要使平衡状态与原平衡状态等效，平衡时与原平衡的物质的量相同，并以此判断平衡向逆反应方向进行c的取值范围．
【解答】解：（1）高温条件下，甲烷与水蒸气反应生成CO和氢气，其反应的方程式为：CH4+H2OCO+3H2；已知反应的方程式CH4+H2O（g）CO+3H2CH4+H2O则平衡常数K=；
故答案为：CH4+H2OCO+3H2；K=；
（2）随着温度升高K减小，说明平衡逆向移动，则逆方向为吸热反应，则正方向为放热反应；
故答案为：放热；
（3）①氮气来源于空气，根据空气中各气体沸点的不同来分离得到氮气，所以采用分离液态空气的方法获得氮气；故答案为：分离液态空气；
②依据化学平衡的三段式列式计算，设转化的氮气为xmol，
N2 +3H2=2NH3
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol）1﹣x 3﹣3x 2x
达到平衡时，容器的压强为起始的，则平衡时总物质的量为起始的，所以=，解得x=0.4；
则平衡时容器内NH3的体积分数为×100%=25%；
若需让反应逆向进行，由上述所求出的平衡时NH3的物质的量为0.8mol可知，NH3的物质的量必须大于0.8mol，最大值则为1molN2和3molH2完全反应时产生的NH3的物质的量，即为2mol，则0.8＜c≤2．
故答案为：0.8＜c≤2．
【点评】本题考查了合成氨、化学平衡常数的应用、化学平衡移动的计算和判断，本题难度中等，注意等效平衡的理解和三段式在化学平衡计算中的应用．
20．我国有丰富的天然气资源．以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
填写下列空白：
（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是： CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+2akJ/mol ．
（2）上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是 BC ．
A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸
B．混合气加压冷却，使CO2液化
C．混合气用氨水洗涤
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，
（3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行 净化 ，目的是 防止空气中某些杂质使催化剂中毒 ；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法： 液化氨（或分离液态氨）
（4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况 分离氨后的剩余气体可以循环利用，分离出的二氧化碳气体可用来合成尿素 ．
【分析】（1）0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，则反应物各1mol完全反应吸收2aKJ热量；
（2）A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸，生成的二氧化碳中混有HCl；
B．利用二者的沸点不同分离；
C．二氧化碳能与氨水反应；
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，操作比较复杂，不容易实现；
（3）空气中的某些物质能是催化剂中毒；实际生产过程中，常采用分离产物的方法促进平衡正移，提高转化率；
（4）合成氨的转化率较低，产物中有较多的原料气，循环使用；分离出的二氧化碳可以用来制备尿素．
【解答】解：（1）0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，则反应物各1mol完全反应吸收2aKJ热量，所以其热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+2a kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+2a kJ/mol；
（2）A．混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸，由于HCl易挥发，所以生成的二氧化碳中混有HCl，故A错误；
B．利用二者的沸点不同分离，混合气加压冷却，使CO2液化，从而分离，故B正确；
C．用氨水吸收二氧化碳，剩下的是氢气，故C正确；
D．混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，操作比较复杂，不容易实现，故D错误；
故答案为：BC；
（3）空气中的某些物质能是催化剂中毒，所以在空气进入合成塔之前必须对空气进行净化；实际生产过程中，常采用液化氨气，使氨气分离出来，促进平衡正移，提高反应物的转化率，
故答案为：净化；防止空气中某些杂质使催化剂中毒；液化氨气；
（4）合成氨的转化率较低，产物中有较多的原料气，循环使用；分离出的二氧化碳可以用来制备尿素；合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，故答案为：分离氨后的剩余气体可以循环利用，分离出的二氧化碳气体可用来合成尿素．
【点评】本题考查了学生对工艺流程的理解，热化学方程式，物质的分离等，难度中等，关键是掌握整个制备流程原理，要求学生要有扎实的基础知识和灵活应用知识解决问题的能力．
三．实验题（共4小题）
21．氮及其化合物在生产、生活中有着重要的作用．题中相关的实验装置如图1：
（1）实验室利用图1中的c装置制取氨气的反应方程式为： 2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O ．
（2）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图2
已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．
①从上图中选择制取气体的合适装置 （填代号）氮气 a 、氢气 b ．
②氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 干燥气体 、 控制氮气和氢气的流速 ．
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， 不会 （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是 因为混合气体中含大量氮气和氢气，氮气和氢气不溶于水 ．
④用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是 反应放热 ，锥形瓶中还可观察到的现象是 有红棕色气体生成 ．
⑤写出乙装置中氨氧化的化学方程式： 4NH3+5O24NO+6H2O ．
（3）一定条件下，N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．请写出该反应的化学方程式 4N2O+2CO=4N2+2CO2+O2 ．
【分析】（1）实验室是利用固体氢氧化钙和氯化铵固体加热反应生成氨气；
（2）①实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠和水；氢气是锌和稀硫酸反应生成；根据制取气体的药品状态和条件选择合适的制取仪器；
②甲装置是将气体混合外，通过气泡冒出控制反应速率，浓硫酸干燥气体的作用；
③合成氨的反应是可逆的，还会有一些氮气、氢气存在，氮气和氢气不溶于水；
④氨的催化氧化是一个放热过程，一氧化氮遇到氧气反应生成红棕色气体二氧化氮；
⑤氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
（3）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，为氮气、氧气和二氧化碳，反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．相同条件下密度之比等于气体物质的量之比，由于产生三种可参与大气循环的气体，产生的气体为二氧化碳、氮气和氧气，N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2，反应后气体密度减小为反应前的，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的，即增大了体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有体积的N2O直接发生了分解，而剩余体积气体中有体积的N2O和体积的CO发生了第一个反应，据此据此N2O与CO所组成的混合物中气体的体积之比．
【解答】解：（1）实验室是利用固体氢氧化钙和氯化铵固体加热反应生成氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O，选择仪器应是固体和固体加热制备气体的装置，图中c装置符合，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O；
（2）①实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为：NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O，制备氢气是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气，可以选择a，实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气，可以选择装置b，
故答案为：a；b；
②氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有干燥气体，控制氮气和氢气的流速，
故答案为：干燥气体，控制氮气和氢气的流速；
③合成氨的反应是可逆的，工业合成氨中，20MPa，约500℃的反应条件下，流出气体中含14%～18%（体积分数）的NH3，即有大量的氮气和氢气未能转化为氨还会有一些氮气、氢气存在，这样会缓解氨气极易溶于水导致的气压差，不会倒吸，
故答案为：不会；因为混合气体中含大量氮气和氢气，氮气和氢气不溶于水；
④氨的催化氧化反应是一个放热反应，将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，反应生成的NO遇到空气中的氧气发生反应生成红棕色气体二氧化氮，故答案为：反应放热；有红棕色气体生成；
⑤氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，即4NH3+5O24NO+6H2O，
故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；
（3）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，生成的3种产物均为大气组成气体，为氮气、氧气和二氧化碳，反应后气体的密度是反应前气体密度的倍．相同条件下密度之比等于气体物质的量之比，由于产生三种可参与大气循环的气体，产生的气体为二氧化碳、氮气和氧气，N2O和CO可能发生的反应只能为：N2O+CO=N2+CO2、2N2O=2N2+O2，反应后气体密度减小为反应前的，结合质量守恒可知，反应后气体体积增大为反应前的，即增大了体积，上述两个反应第一个反应前后体积不变，而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体，因此可知在原混合气体中有体积的N2O直接发生了分解，而剩余体积气体中有体积的N2O和体积的CO发生了第一个反应，即混合气体中有mol的N2O和mol的CO，体积比为2：1，则配平得到反应的化学方程式为4N2O+2CO═4N2+2CO2+O2，
故答案为：4N2O+2CO=4N2+2CO2+O2．
【点评】本题是一道关于氨气的制取和性质知识的综合题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性强．主要是装置选择、化学方程式定量计算分析、反应现象判断，题目难度中等．
22．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．
完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入 硝酸铅（或硫酸铜） 溶液中（填写试剂名称），出现 黑色沉淀 ，可以证明有硫化氢存在．
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2OCO2+H2，若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H2）：V（N2）= 3：1 ．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：
Na2CO3 K2CO3
20℃碱液最高浓度（mol/L） 2.0 8.0
碱的价格（元/kg） 1.25 9.80
若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是 价廉 ；缺点是 吸收CO2能力差 ．如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？ 碱液循环使用 写出这种方法涉及的化学反应方程式． 2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O
（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数．
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中．
②该实验方案中，步骤 IV （选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数．
【分析】（1）可以利用硫化氢与硝酸铅或硫酸铜等反应进行检验；
（2）反应中氮气体积不变，根据方程式计算生成氢气的体积，进而计算CO变换后的气体中氢气与氮气体积之比；
（3）碳酸钠比碳酸钾便宜，但碳酸钠溶液浓度比碳酸钾小，吸收二氧化碳的能力差；碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，加热碳酸氢钾可以得到碳酸钾，再循环利用；
（4）①半水煤气中含有二氧化碳，首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数；
②氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气．
【解答】解：（1）将水煤气通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中，出现黑色沉淀，证明含有硫化氢，
故答案为：硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀；
（2）若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，反应中氮气体积不变，根据方程式：CO+H2OCO2+H2，可知经CO变换后的气体中V（H2）：V（N2）=（38+28）：22=3：1，
故答案为：3：1；
（3）碳酸钠比碳酸钾价格便宜，价廉，但碳酸钠溶液浓度比碳酸钾小，吸收二氧化碳的能力差；碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，加热碳酸氢钾可以得到碳酸钾，再循环利用，反应方程式为：2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O，
故答案为：价廉；吸收CO2能力差；碱液循环使用；2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O；
（4）①半水煤气中含有二氧化碳，首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数，故流程图为：，
故答案为：；
②氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，故步骤IV可以确定半水煤气中H2的体积分数，
故答案为：IV．
【点评】本题考查物质含量测定、气体检验、物质的分离提纯等，注意渗透实验中经济性，是对学生综合能力的考查．
23．氮元素在地球上含量丰富，其中氨气在工农业生产生活中有着重要的作用。
（1）大气中氮以 N2 （填微粒符号）形式存在。固氮是氮循环的重要环节，工业固氮制NH3反应温度选择500℃左右的原因是 催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率 。
（2）某兴趣小组用如图1装置探究氨的催化氧化，加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是 放热 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）图1中若取消3，在4中仅观察到大量白烟，该白烟的化学式可能为 NH4NO3 。
（4）实验室还可用浓氨水与氢氧化钠固体混合，制得氨气。请用平衡移动及其他相关的理论解释该方法能制备氨气的原因： 氨水中存在：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，氢氧化钠溶于水（或氨水）的过程是放热的，促使NH3?H2O分解放出氨气，又氨气与氢氧化钠混合后，氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移，有利于氨气逸出 。
（5）按图2装置进行氨气的性质实验（旋塞1和旋塞2实验前关闭），G、H是两个等体积的容器。先打开旋塞1，一段时间后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，H瓶中现象依次是： 产生白烟、烧瓶中的液体倒吸入H瓶，且紫色石蕊试液变红 。
【分析】（1）大气中氮元素主要是氮气；催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率；
（2）根据反应现象判断，停止加热后仍能保持红热，即可说明该反应放热；
（3）NO2与水反应生成硝酸，进而与氨气生成硝酸铵；
（4）根据氢氧化钠溶于水放热，温度升高以及氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移分析；
（5）据GH容器压强及GH混合后压强相等，氨气和氯化氢反应生成氯化铵分析解答；氨气、氯化氢为气体，反应生成的氯化铵是固体，压强减小，氯化铵为强酸弱碱盐，且HCl过量，溶液显酸性，据此解答。
【解答】解：（1）大气中的氮以氮气分子形式存在；固氮是氮循环的重要环节，工业固氮制NH3反应温度选择500℃左右的原因是催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率，
故答案为：N2；催化剂活性适宜温度、同时升温至500?C加快反应速率；
（2）停止加热后仍能保持红热，即可说明该反应放热，
故答案为：放热；
（3）NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3，可观察到白烟生成，
故答案为：NH4NO3；
（4）已知一定温度下，已知氨水中存在：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，将浓氨水与氢氧化钠固体混合，氢氧化钠溶于水（或氨水）的过程是放热的，促使NH3?H2O分解放出氨气，又氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移，有利于氨气逸出，
故答案为：氨水中存在：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，氢氧化钠溶于水（或氨水）的过程是放热的，促使NH3?H2O分解放出氨气，又氨气与氢氧化钠混合后，氢氧化钠增加了溶液中的氢氧根离子的浓度，使氨水中的平衡左移，有利于氨气逸出；
（5）G容器压强为150kPa，H容器为100kPa，所以打开旋塞1，氯化氢气体进入H瓶，与氨气反应生成氯化铵小颗粒，所以H瓶中现象是产生白烟；
氨气、氯化氢为气体，反应生成的氯化铵是固体，压强减小，所以再打开旋塞2，石蕊试液被吸入H瓶，氯化铵为强酸弱碱盐，溶液显酸性，且HCl过量，则H瓶中的现象是紫色石蕊试液变红；
故答案为：产生白烟、烧瓶中的液体倒吸入H瓶，且紫色石蕊试液变红。
【点评】本题主要考查了氨的制备、氨气以及铵盐的性质，掌握实验室制取氨气的原理以及铵盐的水解规律是解答的关键，题目难度中等。
24．某化学兴趣小组在实脸室模拟侯德榜制碱法制备纯碱．主要步骤如下：
第一步：配制饱和NaCl溶液，倒入烧杯中加热；
第一步：控制温度在30﹣35℃．边搅拌边分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟；
第三步：静置、过滤得NaHCO3晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质，然后抽干；
第四步：将第二步所得固体转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得纯碱固体，
已知：温度高于35℃时，NH4HCO3会分解．有关盐的溶解度（g/100g水）如表：
盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣ ﹣﹣
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11．l 12.7 14.5 16.4 ﹣﹣
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
回答下列问题：
（1）反应温度控制在30﹣35℃范围内，应采取的加热方法为 水浴加热 ，反应温度不能高于35℃的理由是 高于35℃时NH4HCO3会分解 ．
（2）第三步静置后析出NaHCO3晶体的原因是 NaHCO3的溶解度最小 ；用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质粒子 Cl﹣、NH4+ （用离子符号表示）．
（3）若向过滤所得母液中加入 稀盐酸 （填写试剂名称），并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl．
（4）纯碱产品不纯，含有NaHCO3、NaCl等杂质．测定纯碱中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加l﹣2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为cmol/L的盐酸滴定至溶液由红色到无色（指示CO32﹣+H+=HCO3﹣反应的终点），所用盐酸体积为V1mL，再加1﹣2滴甲基橙指示剂，继续用盐酸滴定至溶液由黄变橙，所用盐酸总体积为V2mL．
①实验室配制一定体积cmol/L盐酸需用的仪器除了容量瓶、烧杯、量筒外还需 胶头滴管、玻璃棒 ；在容量瓶的使用方法中，下列操作正确的是 ae （填写标号）
a．使用容量瓶前检验它是否漏水
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
c．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中．然后加蒸馏水定容
d．用容量瓶把溶液配制完成以后．直接贴上标签，放置备用
e．定容后盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次
②写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3 （%）= ×100% ．
【分析】（1）水浴加热，可以平稳地加热，加热温度不超过100度，严格的温度控制进行的反应，一般用水浴加热，根据题中所给信息“35℃NH4HCO3会有分解”分析，30﹣35℃温度较低，要控制恒温，可用水浴加热；
（2）第三步静置为使反应充分进行，使反应完全，分析溶解度数据，对比各物质的溶解度，根据溶解度越小越容易析出来分析，物质的溶解度，碳酸氢铵0℃时溶解度为11.9g；20℃时为21g；30℃时碳酸氢铵的溶解度27g，碳酸氢钠30℃为11.1g，故碳酸氢钠先析出，根据溶解平衡的知识分析剩余物的成分；
（3）过滤除去析出的碳酸氢钠后所得的母液主要成分为NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，加入盐酸使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl；
（4）①配制一定质量分数的盐酸溶液的基本步骤：计算、量取、溶解、转移、定容、贴标签选择仪器；
a．使用容量瓶前要检查它是否漏水，防止在配制溶液过程中漏液；
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗，会导致所配溶液浓度偏大；
c．容量瓶不能用来溶解固体；
d．容量瓶是定量仪器，只能用于配制一定物质的量浓度的溶液，容量瓶不能长时间保存溶液；
e．摇匀时食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转反复上下摇匀．
②加酚酞指示剂，指示CO32﹣+H+=HCO3﹣应的终点，再加甲基橙指示剂，指示HCO3﹣+H+=CO2+H2O反应的终点，样品中含有的碳酸氢钠反应消耗盐酸体积为（V2﹣V1 ）mL，消耗盐酸的物质的量为c×（V2﹣V1 ）÷1000 mol，故碳酸氢钠的物质的量为c×（V2﹣V1）÷1000 mol，以此来计算碳酸氢钠的质量分数．
【解答】解：（1）根据题意，碳酸氢铵温度不能超过35℃，否则会大量分解，若温度过低，则反应速率较慢，故反应温度控制在30﹣35℃之间为宜，水浴加热是把要加热的物质放在水中，通过给水加热达到给物质加热的效果，一般都是把要反应的物质放在试管中，再把试管放在装有水的烧杯中，再在烧杯中插一根温度计，可以控制反应温度，水浴加热的优点是避免了直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，可以平稳地加热，所以应采取的加热方法为水浴加热，
故答案为：水浴加热；高于35℃时NH4HCO3会分解；
（2）第三步静置，可以使反应充分进行，使反应完全，碳酸氢铵0℃时溶解度为11.9g；20℃时为21g；30℃时27g，碳酸氢钠30℃为11.1g，碳酸氢钠0℃溶解度为6.9 g，10℃为8.15g，20℃为9.6 g，30℃为11.1g，40℃为12.7 g，30℃时碳酸氢钠的溶解度最小，故碳酸氢钠先析出，因为未反应完的氯化钠、碳酸氢铵及生成的氯化铵会附着在碳酸氢钠晶体表面，所以要用蒸馏水进行洗涤，以便除去杂质，除去杂质粒子为Cl﹣、NH4+，
故答案为：NaHCO3的溶解度最小；Cl﹣、NH4+；
（3）过滤除去析出的碳酸氢钠，溶液中还有部分碳酸氢钠未析出，还有溶解在溶液中的NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，所得的母液主要成分为NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，加入盐酸与NaHCO3、转化为氯化钠，NH4HCO3与盐酸反应转化为氯化铵、使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl，
故答案为：稀盐酸；
（4）①实验室配制一定物质的量浓度溶液的步骤为：计算、称量（量取）、溶解（稀释）、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，依次用到的仪器有：托盘天平（量筒）、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，
所以还需用到的仪器为：胶头滴管、玻璃棒；
a．使用容量瓶前要检查它是否漏水，防止在配制溶液过程中漏液，故a正确；
b．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗，会导致所配溶液浓度偏大，故b错误；
c．容量瓶为精密仪器，不能用来溶解固体，故c错误；
d．容量瓶是配置溶液的仪器不是保存溶液的仪器，应该用试剂瓶保存，故d错误；
e．摇匀时食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转反复上下摇匀，故e正确．
故答案为：胶头滴管、玻璃棒；ae；
②加酚酞指示剂，变色范围为8﹣10，用物质的量浓度为c×（mol/L）的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色，指示CO32﹣+H+=HCO3﹣反应的终点，所用HCl溶液体积为V1mL；再加甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，指示HCO3﹣+H+=CO2↑+H2O反应的终点，所用HCl溶液体积为V2 mL．上述的两个离子方程式为①CO32﹣+H+=HCO3﹣②HCO3﹣+H+=CO2+H2O，故样品中含有的碳酸氢钠反应消耗盐酸体积为（V2﹣V1 ）mL，消耗盐酸的物质的量为c（V2﹣V1 ）÷1000 mol，故碳酸氢钠的物质的量为c×（V2﹣V1）÷1000 mol，碳酸氢钠的质量为c×（V2﹣V1 ）M÷1000 g，碳酸氢钠的质量分数为×100%=×100%，
故答案为：×100%．
【点评】本题考查学生根据侯氏制碱法的基本过程进行解题，学生能利用各种物质常见的溶解度和物质的质量分数来计算是解题的关键，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力，题目难度中等．
四．推断题（共2小题）
25．图为工业合成氨生产简易流程图：
回答下列问题：
（1）合成氨所需的氮气来源于 空气 ；合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备，其主要反应为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）；CH4和O2的反应：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）．CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气中氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如表：
气体 CO H2 N2 O2
体积（L） 25 60 15 2.5
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）：V（N2）= 2：3 ．
（2）在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是 防止催化剂中毒 ；
上述流程中热交换器的作用是 热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气 ．从合成塔出来的混合气体，通常仅含有15%（体积分数）的氨．为提高原料的利用率，通常采取的措施是 将N2，H2循环利用 ．
（3）合成氮为放热反应，但工业上采用400℃﹣500℃的温度，主要原因是：
①该温度范围内反应速率较快．② 该温度下催化剂的活性较大 ．
（4）氨可与CO2反应制备尿素（CO（NH2）2]，反应过程分为两步，试写出有关的化学方程式：
①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4）： 2NH3+CO2H2NCOONH4 ．
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水： H2NCOONH4CO（NH2）2+H2O ．
（5）新法合成氨常采用电解法合成．即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中，氢气和氮气在电极上合成了氨，大大提高了氨的产率．新法合成氨所用的电解质能传导H+，则阴极的电极反应式为 N2+6H++6e﹣═2NH3 ．
【分析】（1）根据空气中含有大量的氮气分析；根据反应的方程式结合表中数据列方程式计算；
（2）根据合成氨在催化剂高温高压条件下进行，则在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是防止催化剂中毒；热交换器的作用是充分利用能源，降低成本；物质的循环使用可以节约原料，提高利用率；
（3）采用400℃﹣500℃的温度，根据合成氨为放热反应，对氨的合成不利，但可考虑催化剂的活性增大反应速率；
（4）根据反应前后原子守恒书写化学方程式；
（5）电解池的阴极发生得电子的还原反应，总反应式减去阳极电极反应式，即为阴极电极反应式．
【解答】解：（1）因为空气中含有大量的氮气，并且成本很低，所以合成氨所需的氮气来源于空气；
设反应消耗的H2O为xmol，O2为ymol，则根据CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）和2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g），
得
x=10，y=7.5
V（O2）：V（N2）==2：3，
故答案为：空气；2：3；
（2）因为合成氨的原科气中混有的杂质可能使催化剂中毒，所以在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去；热交换器的作用是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气，充分利用能源，降低成本；未反应的N2和H2，可以循环使用，这样循环可以提高原料气的利用率，
故答案为：防止催化剂中毒；热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气；将N2，H2循环利用；
（3）采用400℃﹣500℃的温度，根据合成氨为放热反应，对氨的合成不利，但该温度范围内反应速率较快，主要考虑催化剂的活性较大，
故答案为：该温度下催化剂的活性较大；
（4）①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4），则发生的化学方程式为：2NH3+CO2H2NCOONH4，
故答案为：2NH3+CO2H2NCOONH4；
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水，则发生的化学方程式为：H2NCOONH4CO（NH2）2+H2O，故答案为：H2NCOONH4CO（NH2）2+H2O；
（5）总反应式为N2+3H2=2NH3，阳极的电极反应为3H2﹣6e﹣═6H+，总反应式减去阳极电极反应式即为阴极电极反应式，所以阴极电极反应式为：N2+6H++6e﹣═2NH3，
故答案为：N2+6H++6e﹣═2NH3．
【点评】本题考查学生合成氨的原理以及应用等知识，侧重于学生分析能力和问题解决能力的考查，注重于化学对生活、生产的指导，难度中等．
26．侯德榜制碱法生产流程为：
（1）沉淀池中反应的化学方程式： NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓ ；
（2）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的操作方法为： 用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠 ．
（3）上述流程中物质X的分子式为 CO2 ．
【分析】（1）饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体
（2）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银；
（3）循环Ⅱ是利用碳酸氢钠分解生成的二氧化碳通入沉淀池循环使用．
【解答】解：（1）氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓，
故答案为：NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓；
（5）检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠；
故答案为：用硝酸酸化的硝酸银，观察到若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在，若不生成沉淀，则无氯化钠；
（3）循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中，煅烧碳酸氢钠时生成二氧化碳、二氧化碳能循环利用，所以X是CO2，
故答案为：CO2．
【点评】本题主要考查了实验方案的设计，明确物质的性质是解本题关键，了解制备原理，知道常见物质分离的方法，难度中等．