练习题：工业制造物质

在看答案之前先做每一题。选择题部分训练记忆与推理；结构题部分训练试卷二所看重的完整书面答案。

每一题都是原创的，以 SPM 风格写在本章的内容标准上。

A 部分，选择题

1. 在接触法中，把二氧化硫转化为三氧化硫时，哪种物质作催化剂？ A. 铁 B. 铂 C. 五氧化二钒 D. 二氧化锰

答案：C。 接触法用五氧化二钒 V₂O₅；铁是哈柏法的催化剂。

2. 反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ 是放热的。为何采用约 450–550 °C 的温度，而不是低得多的温度？ A. 为了提高三氧化硫的产率 B. 为了取得可接受的速率而不太降低产率 C. 为了让催化剂保持固态 D. 为了减少所需的压力

答案：B。 较低的温度产率较高，但速率太慢，所以温度是一种折衷。

3. 尽管正反应减少气体的摩尔数，为何接触法仍在约 1 atm 下进行？ A. 高压会分解催化剂 B. 在 1 atm 下产率已经很高 C. 三氧化硫是液体 D. 低压提高速率

答案：B。 在大气压下产率已经很高，所以昂贵的高压设备并不划算。

4. 在接触法中，三氧化硫先溶于浓硫酸而不是水，因为 A. 它不与水反应 B. 溶于水会产生难以冷凝的细酸雾 C. 水会中和酸 D. 这样更便宜

答案：B。 把 SO₃ 直接溶于水会形成浓密的硫酸雾，所以改制发烟硫酸。

5. 哪个方程式正确表示哈柏法中的反应？ A. N₂ + H₂ ⇌ NH₃ B. N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ C. N₂ + 2H₂ ⇌ 2NH₃ D. 2N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

答案：B。 配平方程式为 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃。

6. 哈柏法中采用约 200–300 atm 的高压，主要是为了 A. 加快反应 B. 提高氨的产率 C. 降低所需的温度 D. 保持铁催化剂活性

答案：B。 正反应气体摩尔数较少，所以高压把平衡移向氨、提高产率。

7. 纯金属软而易弯，因为 A. 它的原子由弱键结合 B. 整齐排列的原子层能彼此滑动 C. 它含有杂质 D. 它的原子大小不同

答案：B。 在纯金属中，相同的原子形成整齐的层，受力时会滑动。

8. 哪种合金最适合制作不能生锈的餐具？ A. 青铜 B. 杜拉铝 C. 不锈钢 D. 白镴

答案：C。 不锈钢含铬和镍，使它抗锈。

9. 哪种玻璃最适合强烈加热的实验室仪器？ A. 钠钙玻璃 B. 铅晶玻璃 C. 硼硅玻璃 D. 光致变色玻璃

答案：C。 硼硅玻璃耐骤然温差而不开裂。

10. 陶瓷用作电绝缘子，主要因为它 A. 便宜 B. 不导电 C. 透明 D. 柔韧

答案：B。 陶瓷不导电，所以阻止电流流到不该流的地方。

B 部分，结构题

问题 1，接触法。 (a) 说出把二氧化硫转化为三氧化硫所用的催化剂。 (b) 写出这一转化的配平方程式。 (c) 正反应放热。解释为何选约 450–550 °C 的温度，而不是低得多的温度。 (d) 解释为何此过程在约 1 atm 下进行。

模范答案。 (a) 五氧化二钒 V₂O₅。 (b) 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃。 (c) 较低的温度会把平衡移向更多的三氧化硫、给出更高的产率，但反应速率会太慢。较高的温度加快速率却降低产率。所选的温度是一种折衷，在可接受的速率下给出良好的产率。 (d) 尽管正反应减少气体的摩尔数，三氧化硫在约 1 atm 下的产率已经很高，所以建造和运行高压设备会增加成本，却只换来极少的额外产率。

问题 2，合金。 (a) 说明合金的含义。 (b) 用原子排列的观念，解释为何合金比纯金属更硬。 (c) 说出一种合金和一个用途，并给出使它合适的性质。

模范答案。 (a) 合金是两种或以上元素的混合物，其中主要成分是金属。 (b) 在纯金属中，原子大小相同，排成能彼此滑动的整齐层，所以它软。在合金中，大小不同的外来原子扰乱整齐的排列、阻止各层滑动，所以合金更硬。 (c) 不锈钢用于餐具，因为它抗锈。（杜拉铝用于飞机机身，因为它轻而强，也可接受。）

问题 3，材料及其用途。 (a) 说明复合材料的含义。 (b) 解释为何建筑物的横梁用钢筋混凝土，而不用普通混凝土。 (c) 给出陶瓷的一个性质，并说出一个依赖该性质的用途。

模范答案。 (a) 复合材料是把两种或以上材料结合，使产品拥有比各组分更好的性质。 (b) 普通混凝土在压力下强，但在张力下弱、会开裂；钢筋在张力下强。这种复合材料在两种力下都强，所以横梁能承受重载而不开裂。 (c) 陶瓷熔点极高，所以用作炉衬；或者陶瓷不导电，所以用作电绝缘子。

如何给自己批改

对结构题，只有在你的答案说出折衷的两面、或把性质连到用途时，才给自己那一分。如果你在问题 1(c) 只写了「为了加快反应」，那是半截答案。

重写到它说出对速率的影响和对产率的影响为止。一位一对一老师可以批改你一整套答案，指出 SPM化学 评分方案到底在找哪些说法，然后再给你更多同类题，直到推理变得牢固。