高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第13章 化學(xué)與技術(shù)(選修)第1講 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件 新人教版

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1、第十三章化學(xué)與技術(shù)(選修)第一講化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 考綱要求 1了解我國無機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。 2了解合成氨的主要原理、原料、重要設(shè)備、流程和意義,認(rèn)識(shí)催化劑的研制對促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義。 3了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)及在社會(huì)發(fā)展中的作用。 4了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。 1原料 主要有_、_、有色金屬冶煉的煙氣、石膏等。考點(diǎn)一硫酸工業(yè)考點(diǎn)一硫酸工業(yè) 知識(shí)梳理知識(shí)梳理黃鐵礦黃鐵礦空氣空氣 2生產(chǎn)流程 (1)SO2的制取(設(shè)備:_)。 原料為硫黃:_, 原料為黃鐵礦:_。 (2)SO2的催化氧化(設(shè)備:_)。 _。 (3)SO3的吸收(設(shè)備:_)。 _。沸騰爐沸騰爐

2、接觸室接觸室吸收塔吸收塔 3三廢的利用 (1)尾氣吸收:廢氣中的SO2用氨水吸收,生成的(NH4)2SO4作化肥,SO2循環(huán)使用。 _或SO2NH3H2O=NH4HSO3 _或2NH4HSO3H2SO4=(NH4)2SO42SO22H2O (2)污水處理:廢水可用Ca(OH)2中和,發(fā)生反應(yīng)為_。 (3)廢渣處理:作水泥或用于建筑材料;回收有色金屬等綜合利用。 (2015昆明二檢)硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一,在化學(xué)工業(yè)的很多領(lǐng)域都要用到濃硫酸。 (1)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,我國采用黃鐵礦為原料生產(chǎn)SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為: _, 該反應(yīng)在_(填設(shè)備名稱)中進(jìn)行。 (2)下列有關(guān)接觸法制硫

3、酸的說法中,正確的是_。 A二氧化硫的接觸氧化在合成塔中發(fā)生 B吸收塔得到的是98.3%的濃硫酸 C煅燒含硫48%的黃鐵礦時(shí),若FeS2損失了2%,則S損失2% D接觸室中采取高溫是為了提高催化劑的活性和提高SO2的轉(zhuǎn)化率題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練沸騰爐沸騰爐 C (3)科研工作者開發(fā)了制備SO2,再用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸的方法,裝置如圖。為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn),硫酸的濃度應(yīng)維持不變,則通入的SO2和水的質(zhì)量比為_。16 29 (4)實(shí)驗(yàn)測得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān),請根據(jù)下表信息,結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,選擇最合適的生產(chǎn)條件_。壓強(qiáng)壓強(qiáng)SO2轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率溫度溫度1個(gè)大個(gè)大氣壓氣壓5個(gè)大個(gè)大氣壓氣

4、壓10個(gè)大個(gè)大氣壓氣壓15個(gè)大個(gè)大氣壓氣壓400 0.996 10.997 20.998 40.998 8500 0.967 50.976 70.985 20.989 4600 0.852 00.889 70.927 60.946 8400 、1個(gè)大氣壓個(gè)大氣壓 (5)硫酸工廠排放的尾氣中,含少量二氧化硫。為防止污染大氣,在排放前必須進(jìn)行尾氣處理并設(shè)法進(jìn)行綜合利用。硫酸工廠排放尾氣中的SO2通常用足量石灰水吸收,然后再用稀硫酸處理。 請寫出這種尾氣處理方法的優(yōu)點(diǎn)(寫出兩點(diǎn)即可):_;_ _。 若某硫酸廠每天排放的1萬立方米(標(biāo)準(zhǔn)狀況)尾氣中含0.2%(體積分?jǐn)?shù))的SO2,通過上述方法處理,理論

5、上需生石灰_kg。原料生石灰、硫酸價(jià)格便宜且容易獲得;可得到石膏副產(chǎn)品原料生石灰、硫酸價(jià)格便宜且容易獲得;可得到石膏副產(chǎn)品 產(chǎn)生的產(chǎn)生的SO2含量較高可再利用含量較高可再利用(任寫兩點(diǎn)任寫兩點(diǎn)) 50 1化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理 (1)增大化學(xué)反應(yīng)速率的措施: 升高溫度。 使用催化劑。 在沸騰爐中燃料燃燒時(shí),使原料粉碎,增大與空氣的接觸面積。 (2)反應(yīng)條件的選擇: 溫度:400 500 ,根據(jù)平衡移動(dòng)原理,應(yīng)在低溫下進(jìn)行,但低溫時(shí)催化劑的活性不高,反應(yīng)速率低,實(shí)際生產(chǎn)中采用400 500 的溫度。 常壓:根據(jù)平衡移動(dòng)原理,應(yīng)在高壓下進(jìn)行,但增大壓強(qiáng)對SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,且加壓會(huì)增大成本

6、和能量消耗,而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高,實(shí)際生產(chǎn)采用常壓操作。 適當(dāng)過量的空氣:目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率。考點(diǎn)二合成氨工業(yè)考點(diǎn)二合成氨工業(yè) 知識(shí)梳理知識(shí)梳理可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)減小減小放熱放熱 2條件的選擇 結(jié)合反應(yīng)的三個(gè)特點(diǎn)及實(shí)際生產(chǎn)中的動(dòng)力,材料設(shè)備,成本等因素,得出合成氨的適宜條件。 (1)壓強(qiáng):_MPa_MPa。 (2)溫度:_。 (3)催化劑:_。 (4)循環(huán)操作:反應(yīng)混合氣通過冷凝器,使氨液化并分離出來,N2、H2再通過循環(huán)壓縮機(jī)送入合成塔。2050500 鐵觸媒鐵觸媒分離液態(tài)空氣分離液態(tài)空氣催化劑中毒催化劑中毒 (4)三廢的利用。 廢氣:主要有H2S、SO2和CO2等。采用直接氧化法、循

7、環(huán)法處理,CO2作為生產(chǎn)尿素和碳銨的原料。 廢水:主要含氰化物和氨,分別采用不同的方法處理。 廢渣:主要含炭黑和煤渣,可作建筑材料或用作制肥料的原料。 .污水經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)處理后,還含有少量Cu2、Hg2、Pb2等重金屬離子,可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是_(雙選)。 A氨水B硫化氫氣體 C硫酸鈉溶液D純堿溶液 .合成氨的流程示意圖如下:題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練AC 回答下列問題: (1)工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃?。氮?dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來的,通常使用的兩種分離方法是_,_;氫氣的來源是水和碳?xì)浠衔?,寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式_,_; (2)設(shè)備A中含有電

8、加熱器,鐵觸媒和熱交換器,設(shè)備A的名稱是_,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_;液化、分餾液化、分餾 與碳反應(yīng)后除去與碳反應(yīng)后除去O2 合成合成(氨氨)塔塔 冷卻塔冷卻塔(或冷凝器或冷凝器) n 高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入,冷卻水從下端進(jìn)入,逆向冷卻效果好高溫氣體由冷卻塔的上端進(jìn)入,冷卻水從下端進(jìn)入,逆向冷卻效果好 將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離將液氨與未反應(yīng)的原料氣分離 13.8 1原料 氨堿法:食鹽、氨氣、石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)。 聯(lián)合制堿法:食鹽、氨氣、二氧化碳(合成氨廠的廢氣)??键c(diǎn)三工業(yè)制純堿考點(diǎn)三工業(yè)制純堿 知識(shí)梳理知識(shí)梳理 聯(lián)合制堿法:在低溫條件下,向?yàn)V液中加入細(xì)粉狀的氯化鈉

9、,并通入氨氣,可以使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶沉淀析出,經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。此時(shí)濾出氯化銨沉淀后所得的濾液,已基本上是氯化鈉的飽和溶液,可循環(huán)使用。 4綜合評(píng)價(jià) (1)氨堿法:優(yōu)點(diǎn):原料(食鹽和石灰石)便宜;產(chǎn)品純堿的純度高;副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用;制造步驟簡單,適合于大規(guī)模生產(chǎn)。 缺點(diǎn):原料食鹽的利用率低,大約70%74%,其余的食鹽隨CaCl2溶液作為廢液被拋棄;過程中產(chǎn)生了沒多大用途且難以處理的CaCl2。 (2)聯(lián)合制堿法:使食鹽的利用率提高到96%以上,應(yīng)用同量的食鹽比氨堿法生產(chǎn)更多的純堿。另外它綜合利用了合成氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子,同時(shí)生產(chǎn)出兩種可貴的產(chǎn)品純堿

10、和氯化銨;過程中不生成沒多大用途、又難以處理的CaCl2,減少了對環(huán)境的污染,并且大大降低了純堿和氮肥的成本,充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性。 技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新永無止境,我國化學(xué)家侯德榜改進(jìn)國外的純堿生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)流程可簡要表示如下: (1)向沉淀池中通入CO2和氨氣,應(yīng)先通入_(填化學(xué)式),原因是_。題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練NH3 CO2溶解度較小,而溶解度較小,而NH3易溶于水,先通易溶于水,先通NH3有利于有利于CO2的吸收的吸收 (2)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。 (3)母液中的溶質(zhì)主要是_。向母液中通氨氣或加入細(xì)小食鹽顆粒,冷卻析出副產(chǎn)品,通入氨氣的作用是_。 (4)使原料氯化鈉的利

11、用率從70%提高到90%以上,主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)了循環(huán)_(填“”或“”),物質(zhì)X是_(填化學(xué)式),從沉淀池中獲取沉淀的操作是_。 (5)寫出煅燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 (6)上述流程制得的產(chǎn)品碳酸鈉中可能含有的雜質(zhì)是_(填化學(xué)式),為檢驗(yàn)該雜質(zhì)的存在,具體實(shí)驗(yàn)操作是_ _。NH4Cl CO2過濾過濾 NaCl 取少量產(chǎn)品溶解,滴加用取少量產(chǎn)品溶解,滴加用HNO3酸化的酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,說明含有溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,說明含有NaCl雜質(zhì)雜質(zhì) 解析(1)向沉淀池中先通入氨氣,使溶液顯堿性,有利于CO2的吸收。(2)母液中的溶質(zhì)主要是副產(chǎn)品NH4Cl,通氨氣或加入細(xì)小食鹽顆

12、粒都可使NH4Cl的溶解平衡向結(jié)晶方向移動(dòng)。(4)采取循環(huán)操作可提高原料NaCl的利用率。 1化肥 (1)氮肥??键c(diǎn)四化肥、農(nóng)藥和肥皂考點(diǎn)四化肥、農(nóng)藥和肥皂 知識(shí)梳理知識(shí)梳理KH2PO4 硫酸銅硫酸銅生石灰生石灰高級(jí)脂肪酸高級(jí)脂肪酸 化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用?;卮鹣铝袉栴}: (1)寫出一種銨態(tài)氮肥的化學(xué)式_。實(shí)際生產(chǎn)中,銨態(tài)氮肥不能與磷肥如Ca3(PO4)2混合使用,原因是_ _。 (2)硝酸銨的生產(chǎn)方法是采用硝酸與氨氣化合,工業(yè)合氨是一個(gè)放熱反應(yīng),因此低溫有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率,但實(shí)際生產(chǎn)中卻采用400 500 的高溫,其原因是_; 工業(yè)生產(chǎn),以氨氣為原料合成硝酸,寫出工業(yè)生產(chǎn)硝

13、酸的最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式_。題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練NH4Cl 銨態(tài)氮肥水解顯酸性,磷肥水解銨態(tài)氮肥水解顯酸性,磷肥水解顯堿性,導(dǎo)致銨態(tài)氮以氨氣形式逸出顯堿性,導(dǎo)致銨態(tài)氮以氨氣形式逸出 提高反應(yīng)速率提高反應(yīng)速率 解析(1)銨態(tài)氮肥很多,如氯化銨、硫酸銨、碳酸銨等;銨態(tài)氮肥與磷肥在土壤環(huán)境中會(huì)發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),導(dǎo)致肥效降低。(2)高溫盡管不利于氨的生成,但可以提高反應(yīng)速率;用氨氣合成硝酸經(jīng)過了氨氣氧化生成NO,NO生成NO2,然后NO2與水反應(yīng)生成硝酸三個(gè)階段。(3)水體中因?yàn)楹羞^多的含氮、磷、鉀的物質(zhì)而富營養(yǎng)化,加上陽光充足,水生植物瘋長,從而出現(xiàn)赤潮。(4)一定濃度的銨根離子在堿性條件下可以生成氨氣,氨氣能夠使?jié)駶櫟膒H試紙變藍(lán)。水體富營養(yǎng)化水體富營養(yǎng)化 將溶液微熱濃縮,加入將溶液微熱濃縮,加入NaOH固體,然后用濕潤的固體,然后用濕潤的pH試紙檢驗(yàn)有無使試紙變藍(lán)的氣體生成試紙檢驗(yàn)有無使試紙變藍(lán)的氣體生成

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