高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 選修2 化學(xué)與技術(shù) 第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件

《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 選修2 化學(xué)與技術(shù) 第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 選修2 化學(xué)與技術(shù) 第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件（187頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、選修2化學(xué)與技術(shù)第一章化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考點(diǎn)一考點(diǎn)一 工業(yè)生產(chǎn)硫酸工業(yè)生產(chǎn)硫酸【核心知識(shí)通關(guān)【核心知識(shí)通關(guān)】1.1.三種原料：三種原料：三種原料分別是三種原料分別是_、_、_。硫黃硫黃( (或黃鐵礦或黃鐵礦) )空氣空氣水水2.2.三個(gè)反應(yīng)階段和三種設(shè)備：三個(gè)反應(yīng)階段和三種設(shè)備：化學(xué)方程式化學(xué)方程式設(shè)備設(shè)備造氣造氣_或或_ _催化氧化催化氧化_SOSO3 3的吸收的吸收_點(diǎn)燃點(diǎn)燃=高溫高溫=催化劑催化劑S+OS+O2 2 SO SO2 24FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2沸騰爐沸騰爐2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO

2、3 3接觸室接觸室SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4吸收塔吸收塔3.3.三廢處理：三廢處理：(1)(1)尾氣吸收：硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量尾氣吸收：硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量SOSO2 2，可用，可用石灰水吸收，反應(yīng)方程式為石灰水吸收，反應(yīng)方程式為_(kāi)；_。這樣得到的這樣得到的SOSO2 2含量較高，可返回用作原料。含量較高，可返回用作原料。Ca(OH)Ca(OH)2 2+SO+SO2 2=CaSO=CaSO3 3+H+H2 2O OCaSOCaSO3 3+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+SO+SO2 2+H+H2 2O O(2)(2)廢水的處理：硫

3、酸生產(chǎn)的污水中含有酸性雜質(zhì)，可廢水的處理：硫酸生產(chǎn)的污水中含有酸性雜質(zhì)，可用石灰中和法處理，方程式為用石灰中和法處理，方程式為Ca(OH)Ca(OH)2 2+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+2H+2H2 2O O。(3)(3)廢渣的利用：用來(lái)制造水泥或磚，回收有色金屬。廢渣的利用：用來(lái)制造水泥或磚，回收有色金屬。【特別提醒【特別提醒】(1)(1)黃鐵礦黃鐵礦(FeS(FeS2 2) )中硫元素的化合價(jià)為中硫元素的化合價(jià)為-1-1價(jià)，鐵元素價(jià)，鐵元素的化合價(jià)為的化合價(jià)為+2+2價(jià)，煅燒黃鐵礦的反應(yīng)中，被氧化的價(jià)，煅燒黃鐵礦的反應(yīng)中，被氧化的是鐵元素和硫元素，每有是鐵元素和硫

4、元素，每有1 mol FeS1 mol FeS2 2完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移移11 mol11 mol電子。電子。(2)(2)吸收吸收SOSO3 3不用水或稀硫酸，而是用不用水或稀硫酸，而是用98%98%的的H H2 2SOSO4 4，是因?yàn)橛盟蛳×蛩嵛帐且驗(yàn)橛盟蛳×蛩嵛誗OSO3 3會(huì)產(chǎn)生酸霧，影響吸收。會(huì)產(chǎn)生酸霧，影響吸收。(3)(3)煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進(jìn)行凈化處理，主要是避煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進(jìn)行凈化處理，主要是避免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。(4)(4)在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，要綜合考慮原料來(lái)源、動(dòng)力、在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，要綜合考慮原料來(lái)源、動(dòng)

5、力、設(shè)備、環(huán)境污染等因素，控制適宜的反應(yīng)條件，以取設(shè)備、環(huán)境污染等因素，控制適宜的反應(yīng)條件，以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。得最佳經(jīng)濟(jì)效益。【高考模擬精練【高考模擬精練】1.(20161.(2016泰安模擬泰安模擬) )火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸：藝流程生產(chǎn)硫酸：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)(1)為使硫黃充分燃燒，經(jīng)流量計(jì)為使硫黃充分燃燒，經(jīng)流量計(jì)1 1通入燃燒室的氧通入燃燒室的氧氣過(guò)量氣過(guò)量50%50%。為提高。為提高SOSO2 2轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計(jì)轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計(jì)2

6、2的氧氣量為的氧氣量為轉(zhuǎn)化器中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的轉(zhuǎn)化器中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.52.5倍，則倍，則生產(chǎn)過(guò)程中流經(jīng)流量計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中流經(jīng)流量計(jì)1 1和流量計(jì)和流量計(jì)2 2的空氣體積比應(yīng)為的空氣體積比應(yīng)為_(kāi)。b b管排出的尾氣的處理方法是管排出的尾氣的處理方法是_。與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)是是_(_(填字母序號(hào)填字母序號(hào)) )。A.A.耗氧量減少耗氧量減少B.B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C.C.產(chǎn)生的廢氣減少產(chǎn)生的廢氣減少D.D.不需要使用催化劑不需要使用催化劑(2)(2)硫酸的用途非常廣泛，其可

7、應(yīng)用于下列硫酸的用途非常廣泛，其可應(yīng)用于下列_方方面面( (填字母序號(hào)填字母序號(hào)) )。A.A.橡膠的硫化橡膠的硫化B.B.表面活性劑表面活性劑“烷基苯磺酸鈉烷基苯磺酸鈉”的合成的合成C.C.鉛蓄電池的生產(chǎn)鉛蓄電池的生產(chǎn)D.D.過(guò)磷酸鈣的制備過(guò)磷酸鈣的制備(3)(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SOSO2 2的主要原因之的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時(shí)燒時(shí)SOSO2 2的排放，請(qǐng)寫(xiě)出此脫硫過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方的排放，請(qǐng)寫(xiě)出此脫硫過(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：程式：_?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)燃燒室中的反應(yīng)

8、為燃燒室中的反應(yīng)為S+OS+O2 2 SO SO2 2，假設(shè)，假設(shè)SOSO2 2的體積為的體積為x x，則流量計(jì)，則流量計(jì)1 1中通入氧氣的體積為中通入氧氣的體積為1.5x1.5x，轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)為轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)為2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，則流量計(jì)，則流量計(jì)2 2中中通入氧氣的體積為通入氧氣的體積為1.25x1.25x；故流經(jīng)流量計(jì)；故流經(jīng)流量計(jì)1 1和流量計(jì)和流量計(jì)2 2的的空氣體積比應(yīng)為空氣體積比應(yīng)為6565；SOSO2 2為酸性氧化物，可以用堿液為酸性氧化物，可以用堿液( (如氨水如氨水) )吸收；吸收； 點(diǎn)燃點(diǎn)燃=催化劑催化劑硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗硫鐵礦

9、中鐵的氧化需要消耗O O2 2，A A項(xiàng)正確；原料選擇項(xiàng)正確；原料選擇與與SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率無(wú)關(guān)，的轉(zhuǎn)化率無(wú)關(guān)，B B項(xiàng)錯(cuò)誤；用硫鐵礦為原料產(chǎn)生項(xiàng)錯(cuò)誤；用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多，但廢氣量相同，的廢渣較多，但廢氣量相同，C C項(xiàng)錯(cuò)誤；用項(xiàng)錯(cuò)誤；用SOSO2 2制取制取SOSO3 3的過(guò)程中都需要使用催化劑，的過(guò)程中都需要使用催化劑，D D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)(2)橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫，橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫，A A項(xiàng)錯(cuò)誤；烷基苯磺項(xiàng)錯(cuò)誤；烷基苯磺酸鈉中含有磺酸基，制取過(guò)程中需要發(fā)生磺化反應(yīng)，酸鈉中含有磺酸基，制取過(guò)程中需要發(fā)生磺化反應(yīng)，B B項(xiàng)正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛

10、，項(xiàng)正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，C C項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；過(guò)磷酸鈣的制取過(guò)程中需要濃硫酸和磷礦石，過(guò)磷酸鈣的制取過(guò)程中需要濃硫酸和磷礦石，D D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。(3)CaCO(3)CaCO3 3高溫分解生成高溫分解生成COCO2 2和和CaOCaO，SOSO2 2為酸性氧化物，為酸性氧化物，可以和堿性氧化物可以和堿性氧化物CaOCaO反應(yīng)生成反應(yīng)生成CaSOCaSO3 3，而，而CaSOCaSO3 3易被氧易被氧化為化為CaSOCaSO4 4。答案：答案：(1)(1)6565用氨水吸收用氨水吸收A A(2)B(2)B、C C、D D(3)CaCO(3)CaCO3 3 CaO+CO CaO

11、+CO2 2，SOSO2 2+CaO=CaSO+CaO=CaSO3 3，2CaSO2CaSO3 3+O+O2 2=2CaSO=2CaSO4 4=2.(20162.(2016鞍山模擬鞍山模擬) )目前，我國(guó)采用目前，我國(guó)采用“接觸法接觸法”制硫制硫酸，設(shè)備如圖所示：酸，設(shè)備如圖所示：(1)(1)圖中設(shè)備圖中設(shè)備A A的名稱是的名稱是_，該設(shè)備中主要反，該設(shè)備中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)(2)有關(guān)接觸法制硫酸的下列說(shuō)法中，不正確的是有關(guān)接觸法制硫酸的下列說(shuō)法中，不正確的是_。A.A.二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生B.B.吸收塔用濃度為吸收塔用

12、濃度為98%98%濃硫酸吸收三氧化硫濃硫酸吸收三氧化硫C.C.煅燒含硫煅燒含硫48%48%的黃鐵礦時(shí)，若的黃鐵礦時(shí)，若FeSFeS2 2損失了損失了2%2%，則，則S S損失損失2%2%D.BD.B裝置中反應(yīng)的條件之一為較高溫度，采用該溫度是裝置中反應(yīng)的條件之一為較高溫度，采用該溫度是為了提高為了提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率E.E.硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用SOSO3 3轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為H H2 2SOSO4 4時(shí)放出的熱量時(shí)放出的熱量(3)(3)科研工作者開(kāi)發(fā)了制備科研工作者開(kāi)發(fā)了制備SOSO2 2再用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫再用電化學(xué)原理生產(chǎn)

13、硫酸的方法，裝置如圖。為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn)，硫酸的濃酸的方法，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，則通入的度應(yīng)維持不變，則通入的SOSO2 2和水的質(zhì)量比為和水的質(zhì)量比為_(kāi)?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)“接觸法接觸法”制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2，接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化，接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為學(xué)方程式為2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，吸收塔中的化學(xué)方，

14、吸收塔中的化學(xué)方程式為程式為SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4。高溫高溫=催化劑催化劑(2)(2)由于由于SOSO3 3與水反應(yīng)時(shí)易形成酸霧，所以常用與水反應(yīng)時(shí)易形成酸霧，所以常用98%98%的濃的濃硫酸作吸收劑。根據(jù)硫元素守恒，利用關(guān)系式可得硫酸作吸收劑。根據(jù)硫元素守恒，利用關(guān)系式可得S S損損失失2%2%，由于，由于SOSO2 2氧化成氧化成SOSO3 3為放熱反應(yīng)，升高溫度有利為放熱反應(yīng)，升高溫度有利于提高化學(xué)反應(yīng)速率，但不利于提高于提高化學(xué)反應(yīng)速率，但不利于提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率，接的轉(zhuǎn)化率，接觸室中的熱交換器是用觸室中的熱交換器是用SOSO2 2氧化成氧

15、化成SOSO3 3過(guò)程中放出的熱過(guò)程中放出的熱量來(lái)預(yù)熱量來(lái)預(yù)熱SOSO2 2，實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。，實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。(3)(3)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2SO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=O=2H2H2 2SOSO4 4，設(shè)通入，設(shè)通入SOSO2 2與水的質(zhì)量比為與水的質(zhì)量比為xyxy，則反應(yīng)后，則反應(yīng)后生成的生成的H H2 2SOSO4 4與與H H2 2O O的質(zhì)量比一定為的質(zhì)量比一定為1111， 整理得整理得 x98164x1y1864，x16y29。答案：答案：(1)(1)沸騰爐沸騰爐4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe

16、2 2O O3 3+8SO+8SO2 2(2)D(2)D、E E(3)1629(3)1629高溫高溫=【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.(20161.(2016西安模擬西安模擬) )硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施：硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施：改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)氧化二氧化硫時(shí)使用催化氧化二氧化硫時(shí)使用催化劑劑在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器將二將二氧化硫進(jìn)行多次循環(huán)氧化氧化硫進(jìn)行多次循環(huán)氧化回收利用尾氣中的二氧化回收利用尾氣中的二氧化硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是( () )A.A. B.B.C.C. D. D.【解

17、析【解析】選選D D。要減少酸雨就必須控制。要減少酸雨就必須控制SOSO2 2的排放量，的排放量，改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)，只能使燃燒充分，不能使改進(jìn)煅燒黃鐵礦的技術(shù)，只能使燃燒充分，不能使SOSO2 2的量減少，的量減少，錯(cuò)；使用催化劑只能加快反應(yīng)速率，不錯(cuò)；使用催化劑只能加快反應(yīng)速率，不會(huì)使會(huì)使SOSO2 2的量減少，的量減少，錯(cuò)；在氧化二氧化硫的設(shè)備中安錯(cuò)；在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器，只能使熱量充分利用，也不能減少裝熱交換器，只能使熱量充分利用，也不能減少SOSO2 2的的排放量，排放量，錯(cuò)。錯(cuò)。2.(20162.(2016銀川模擬銀川模擬) )在硫酸的工業(yè)制法中，下列生在硫酸的工業(yè)

18、制法中，下列生產(chǎn)操作與解釋該生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的產(chǎn)操作與解釋該生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是是( () )A.A.黃鐵礦燃燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒黃鐵礦燃燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒B.SOB.SO3 3用用98%98%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以便便SOSO3 3吸收完全吸收完全C.SOC.SO2 2氧化為氧化為SOSO3 3時(shí)需使用催化劑，這樣可以提高時(shí)需使用催化劑，這樣可以提高SOSO2 2的的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率D.D.從沸騰爐出來(lái)的爐氣需凈化，因?yàn)闋t氣中從沸騰爐出來(lái)的爐氣需凈化，因?yàn)闋t氣中SOSO2 2會(huì)與雜會(huì)與雜質(zhì)

19、反應(yīng)質(zhì)反應(yīng)【解析【解析】選選B B。本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問(wèn)題。本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問(wèn)題?？蓮幕瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)及實(shí)際生產(chǎn)三個(gè)方可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)及實(shí)際生產(chǎn)三個(gè)方面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反應(yīng)速率，并不是因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒；用濃硫應(yīng)速率，并不是因?yàn)榇髩K的黃鐵礦不能燃燒；用濃硫酸吸收酸吸收SOSO3 3是為了防止水與其形成酸霧；使用催化劑可是為了防止水與其形成酸霧；使用催化劑可以提高反應(yīng)速率，但不能提高以提高反應(yīng)速率，但不能提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率；從沸騰爐的轉(zhuǎn)化率；從沸騰爐出來(lái)的爐氣需凈化

20、，因?yàn)闋t氣中的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致催化劑出來(lái)的爐氣需凈化，因?yàn)闋t氣中的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒。中毒。3.(20163.(2016青島模擬青島模擬) )工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分，一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰分，一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成二氧化硫；在接觸室內(nèi)有催化劑爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成二氧化硫；在接觸室內(nèi)有催化劑存在下，二氧化硫進(jìn)一步與氧氣結(jié)合，生成三氧化硫；存在下，二氧化硫進(jìn)一步與氧氣結(jié)合，生成三氧化硫；三氧化硫流經(jīng)吸收塔時(shí)，采用三氧化硫流經(jīng)吸收塔時(shí)，采用98%98%的濃硫酸吸收，使三的濃硫酸吸收，使三氧化硫最終與水化合形成硫酸

21、。氧化硫最終與水化合形成硫酸。下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計(jì)出來(lái)的，用于探究工業(yè)上為何采用來(lái)的，用于探究工業(yè)上為何采用98%98%的濃硫酸吸收三氧的濃硫酸吸收三氧化硫?；?。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)(1)寫(xiě)出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應(yīng)方程式：寫(xiě)出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應(yīng)方程式：_。(2)(2)上圖中的乙、丙分別相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中上圖中的乙、丙分別相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中的的_、_。(3)(3)丙中的現(xiàn)象為丙中的現(xiàn)象為_(kāi)，丁中的現(xiàn)象為丁中的現(xiàn)象為_(kāi)。(4)(4)下表是壓強(qiáng)和溫度對(duì)下表是壓強(qiáng)和溫度對(duì)SOSO2 2平衡

22、轉(zhuǎn)化率的影響：平衡轉(zhuǎn)化率的影響：對(duì)對(duì)SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率_，通常采用常壓操作的原因是，通常采用常壓操作的原因是_?！窘馕觥窘馕觥苛蛩岬墓I(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為硫酸的工業(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為制氣：制氣：4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2；乙、丙分別相當(dāng)；乙、丙分別相當(dāng)于接觸室、吸收塔；丙中無(wú)酸霧，丁中有酸霧；增大于接觸室、吸收塔；丙中無(wú)酸霧，丁中有酸霧；增大壓強(qiáng)，壓強(qiáng)，SOSO2 2轉(zhuǎn)化率增大，但是因?yàn)槌合罗D(zhuǎn)化率增大，但是因?yàn)槌合耂OSO2

23、 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增大成本和能量消耗，得不償失，已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增大成本和能量消耗，得不償失，所以采用常壓操作。所以采用常壓操作。高溫高溫=答案答案：(1)4FeS(1)4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2(2)(2)接觸室吸收塔接觸室吸收塔(3)(3)無(wú)酸霧有酸霧無(wú)酸霧有酸霧(4)(4)增大常壓下增大常壓下SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強(qiáng)會(huì)增大成本和能量消耗，得不償失大成本和能量消耗，得不償失高溫高溫=考點(diǎn)二考點(diǎn)二 工業(yè)合成氨工業(yè)合成氨【核心知識(shí)通關(guān)【核心知識(shí)通關(guān)】1.1.反應(yīng)原理

24、：反應(yīng)原理：_(_(放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)) )。N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 32.2.基本生產(chǎn)過(guò)程：基本生產(chǎn)過(guò)程：(1)(1)造氣。造氣。N N2 2來(lái)源于空氣來(lái)源于空氣方法一：將空氣方法一：將空氣_方法二：空氣方法二：空氣 COCO2 2、N N2 2 _ _。 蒸發(fā)氮?dú)庖貉?碳 堿液吸收加壓、降溫加壓、降溫N N2 2H H2 2來(lái)源于來(lái)源于H H2 2O O和碳?xì)浠衔?，相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式和碳?xì)浠衔?，相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為為_(kāi)、_、CHCH4 4+2H+2H2 2O COO CO2 2+4H+4H2 2。高溫高溫=C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2高溫高溫

25、催化劑催化劑=CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2高溫高溫催化劑催化劑=(2)(2)凈化。凈化。原料氣中的主要雜質(zhì)：原料氣中的主要雜質(zhì)：H H2 2S S、COCO、COCO2 2、O O2 2等。等。雜質(zhì)的主要危害：某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)的主要危害：某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致_。催化劑中毒催化劑中毒凈化方法。凈化方法。a.a.用氨水吸收用氨水吸收H H2 2S S：_。b.COb.CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為COCO2 2：CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2。c.c.用用K K2 2COCO3 3溶液吸收溶液吸收COCO2 2：_。d.d.用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制

26、處理。用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。FeFe2 2O O3 3高溫高溫=NHNH3 3H H2 2O+HO+H2 2S=NHS=NH4 4HS+HHS+H2 2O OK K2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2KHCOO=2KHCO3 3(3)(3)合成與分離。合成與分離。設(shè)備：設(shè)備：_。氨的分離：通過(guò)氨的分離：通過(guò)_將氨液化，然后將液氨將氨液化，然后將液氨分離，分離出來(lái)的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)，再送到分離，分離出來(lái)的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)，再送到_中繼續(xù)合成。中繼續(xù)合成。合成塔合成塔冷凝器冷凝器合成塔合成塔合成合成【特別提醒【特別提醒】(1)(1)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)是可逆

27、反應(yīng)、放熱反應(yīng)、正反應(yīng)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)是可逆反應(yīng)、放熱反應(yīng)、正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。(2)(2)合成氨反應(yīng)條件選擇的標(biāo)準(zhǔn)是反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率合成氨反應(yīng)條件選擇的標(biāo)準(zhǔn)是反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、催化劑的催化活性高。高、催化劑的催化活性高。(3)(3)氨的工業(yè)合成常采用循環(huán)操作以降低工業(yè)成本。氨的工業(yè)合成常采用循環(huán)操作以降低工業(yè)成本。(4)(4)制得的制得的N N2 2、H H2 2需要凈化，清除雜質(zhì)，以防止催化劑需要凈化，清除雜質(zhì)，以防止催化劑“中毒中毒”?！镜漕}技法歸納【典題技法歸納】(2014(2014天津高考天津高考) )合成氨是人類(lèi)科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重合成氨是

28、人類(lèi)科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)原理為大突破，其反應(yīng)原理為N N2 2（g g）+3H+3H2 2（g g） 2NH2NH3 3（g g） H=-92.4 kJ=-92.4 kJmolmol-1-1 一種工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)易流程圖如下：一種工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)易流程圖如下：(1)(1)天然氣中的天然氣中的H H2 2S S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NHNH4 4HSHS。一定條件下向一定條件下向NHNH4 4HSHS溶液中通入空氣，溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使得到單質(zhì)硫并使吸收液再生吸收液再生，寫(xiě)出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：，寫(xiě)出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)(2)步驟步驟中制

29、氫氣原理如下：中制氫氣原理如下：CHCH4 4(g)+H(g)+H2 2O(g) CO(g)+3HO(g) CO(g)+3H2 2(g)(g) H=+206.4 kJmol=+206.4 kJmol-1-1CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) (g) H=-41.2 kJmol=-41.2 kJmol-1-1對(duì)于反應(yīng)對(duì)于反應(yīng)，一定可以提高平衡體系中，一定可以提高平衡體系中H H2 2百分含量，百分含量，又能加快反應(yīng)速率的措施是又能加快反應(yīng)速率的措施是_。a.a.升高溫度升高溫度b.b.增大水蒸氣濃度增大水蒸氣濃度c.c.加入催化劑

30、加入催化劑 d.d.降低壓強(qiáng)降低壓強(qiáng)利用反應(yīng)利用反應(yīng)，將，將COCO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可提高進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，可提高H H2 2產(chǎn)量。若產(chǎn)量。若1 mol CO1 mol CO和和H H2 2的混合氣體的混合氣體(CO(CO的體積分?jǐn)?shù)為的體積分?jǐn)?shù)為20%)20%)與與H H2 2O O反應(yīng)，得到反應(yīng)，得到1.18 mol CO1.18 mol CO、COCO2 2和和H H2 2的混合氣體，則的混合氣體，則COCO轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。(3)(3)圖圖1 1表示表示500500、60.0 MPa60.0 MPa條件下，原料氣投料比與條件下，原料氣投料比與平衡時(shí)平衡時(shí)NHNH3 3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中體積

31、分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N N2 2的平衡體積分?jǐn)?shù)：的平衡體積分?jǐn)?shù)：_。(4)(4)依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響，在圖依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響，在圖2 2坐標(biāo)系中，坐標(biāo)系中，畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開(kāi)始，畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開(kāi)始，隨溫度不斷升高，隨溫度不斷升高，NHNH3 3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。(5)(5)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是的主要步驟是( (填序號(hào)填序號(hào))_)_，簡(jiǎn)述本流程中提，簡(jiǎn)述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：高合

32、成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：_?！镜漕}剖析【典題剖析】關(guān)鍵信息關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息分析與遷移信息信息該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)信息信息流程分流程分6 6個(gè)階段，第個(gè)階段，第階段是循環(huán)利用階段是循環(huán)利用信息信息說(shuō)明說(shuō)明NHNH4 4HSHS被空氣中的氧氣氧化為被空氣中的氧氣氧化為S S，同時(shí)，同時(shí)生成氨水生成氨水信息信息該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng)信息信息該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)信息信息當(dāng)當(dāng)N N2 2和和H H2 2的物質(zhì)的量之比是的物質(zhì)的量之比是1313時(shí)，時(shí)，NHNH3 3的

33、的平衡體積分?jǐn)?shù)最大平衡體積分?jǐn)?shù)最大【解析【解析】(1)O(1)O2 2把把NHNH4 4HSHS氧化成氧化成S S，可得化學(xué)方程式為，可得化學(xué)方程式為2NH2NH4 4HS+OHS+O2 2=2NH=2NH3 3H H2 2O+2SO+2S。(2)a(2)a項(xiàng)，反應(yīng)項(xiàng)，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，速率加快，為吸熱反應(yīng)，升高溫度，速率加快，平衡正向移動(dòng)，則氫氣含量增加，正確；平衡正向移動(dòng)，則氫氣含量增加，正確；b b項(xiàng)，增大水項(xiàng)，增大水蒸氣的濃度，氫氣的百分含量減少，錯(cuò)誤；蒸氣的濃度，氫氣的百分含量減少，錯(cuò)誤；c c項(xiàng)，加入項(xiàng)，加入催化劑，氫氣的含量不變，錯(cuò)誤；催化劑，氫氣的含量不變，錯(cuò)誤；d d

34、項(xiàng)，降低壓強(qiáng)，反項(xiàng)，降低壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小，錯(cuò)誤。應(yīng)速率減小，錯(cuò)誤。設(shè)設(shè)COCO的轉(zhuǎn)化量為的轉(zhuǎn)化量為xmolxmol，則，則CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)起始量起始量(mol)(mol)0.20.2 0 0 0.8 0.8轉(zhuǎn)化量轉(zhuǎn)化量(mol)(mol)x x x x x x平衡量平衡量(mol)(mol)0.2-x0.2-x x x 0.8+x 0.8+x所以所以1 mol+xmol1 mol+xmol=1.18 mol=1.18 mol，解得：，解得：x=0.18x=0.18，所以，所以COCO的的轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為

35、(0.18 mol(0.18 mol0.2 mol)0.2 mol)100%=90%100%=90%。(3)(3)根據(jù)圖根據(jù)圖1 1可知可知H H2 2與與N N2 2的投料比為的投料比為3 3，平衡時(shí)，平衡時(shí)NHNH3 3體積體積分?jǐn)?shù)為分?jǐn)?shù)為42%42%，設(shè)，設(shè)N N2 2物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為amolamol，H H2 2物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為3amol3amol，N N2 2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x x，由三段式計(jì)算可得：，由三段式計(jì)算可得：2x2x(4a-2x)(4a-2x)100%=42%100%=42%，解得，解得x=0.592ax=0.592a，則，則N N2 2的平的平衡

36、體積分?jǐn)?shù)衡體積分?jǐn)?shù)=(a-0.592a)=(a-0.592a)(4a-2(4a-20.592a)0.592a)100%100%=14.5%=14.5%。(4)(4)較低溫度下，較低溫度下，N N2 2與與H H2 2不反應(yīng)，達(dá)到一定溫度后，隨不反應(yīng)，達(dá)到一定溫度后，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，著反應(yīng)的進(jìn)行，NHNH3 3的物質(zhì)的量逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)平衡的物質(zhì)的量逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，NHNH3 3的物質(zhì)的量逐漸減的物質(zhì)的量逐漸減小，可畫(huà)出圖象。小，可畫(huà)出圖象。(5)(5)步驟步驟為熱交換，使合成氨放出的熱量得到充分利為熱交換，使合成氨放出的熱量得到充分利

37、用；對(duì)原料氣加壓，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，分離用；對(duì)原料氣加壓，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，分離液氨，減少生成物濃度，未反應(yīng)的液氨，減少生成物濃度，未反應(yīng)的N N2 2、H H2 2循環(huán)使用等循環(huán)使用等措施可提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率。措施可提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率。答案答案：(1)2NH(1)2NH4 4HS+OHS+O2 2=2NH=2NH3 3H H2 2O+2SO+2S(2)a(2)a90%90%(3)14.5%(3)14.5%(4)(4)(5)(5)對(duì)原料氣加壓；分離液氨后，未反應(yīng)的對(duì)原料氣加壓；分離液氨后，未反應(yīng)的N N2 2、H H2 2循環(huán)使用循環(huán)使用【歸納總結(jié)【歸納總結(jié)】合成氨工業(yè)原理

38、合成氨工業(yè)原理1.1.條件的選擇：條件的選擇：要考慮實(shí)際生產(chǎn)中的動(dòng)力、材料、設(shè)備等因素，以取要考慮實(shí)際生產(chǎn)中的動(dòng)力、材料、設(shè)備等因素，以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。得最佳經(jīng)濟(jì)效益。(1)(1)壓強(qiáng)。壓強(qiáng)。(2)(2)溫度。溫度。(3)(3)催化劑。催化劑。使用催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，但不影響化學(xué)平衡，使用催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，但不影響化學(xué)平衡，所以采用鐵觸媒為催化劑。所以采用鐵觸媒為催化劑。(4)(4)循環(huán)操作。循環(huán)操作。合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作?；旌蠚怏w通過(guò)合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作?；旌蠚怏w通過(guò)冷凝器，使氨液化，將氨分離出來(lái)，并將沒(méi)有反應(yīng)的冷凝器，使氨液化，將氨分離出來(lái)，并將沒(méi)有

39、反應(yīng)的N N2 2和和H H2 2經(jīng)過(guò)循環(huán)壓縮機(jī)，再送入合成塔，使其被充分經(jīng)過(guò)循環(huán)壓縮機(jī)，再送入合成塔，使其被充分利用。利用。2.“2.“三廢三廢”處理：處理：(1)(1)廢渣：主要是煤渣和炭黑，可用作肥料的原料和建廢渣：主要是煤渣和炭黑，可用作肥料的原料和建筑材料。筑材料。(2)(2)廢氣：主要是廢氣：主要是H H2 2S S、SOSO2 2和和COCO2 2等氣體，可用直接氧化等氣體，可用直接氧化法、循環(huán)法等回收技術(shù)處理，法、循環(huán)法等回收技術(shù)處理，COCO2 2可作為生成尿素和碳可作為生成尿素和碳銨的原料。銨的原料。(3)(3)廢液：主要是含氰化物和氨的污水。處理含氰化物廢液：主要是含氰化

40、物和氨的污水。處理含氰化物污水主要有生化、化學(xué)沉淀、反吹回爐等方法。處理污水主要有生化、化學(xué)沉淀、反吹回爐等方法。處理含氨廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法。含氨廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法。【高考模擬精練【高考模擬精練】1.(20161.(2016中山模擬中山模擬) )將將N N2 2和和H H2 2在一定條件下反應(yīng)，通在一定條件下反應(yīng)，通過(guò)一定方法制得純凈的過(guò)一定方法制得純凈的NHNH3 3，將所得，將所得NHNH3 3和足量的和足量的O O2 2通過(guò)通過(guò)裝置中的催化劑，發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)你裝置中的催化劑，發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)你已學(xué)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：已學(xué)知識(shí)，回答下列

41、問(wèn)題：(1)(1)工業(yè)合成工業(yè)合成NHNH3 3時(shí)，在有催化劑的條件下，選用了時(shí)，在有催化劑的條件下，選用了101030 MPa30 MPa、500500這一條件，選用這一條件，選用500500的原因是的原因是_。增大壓強(qiáng)有利于增大壓強(qiáng)有利于N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3這一反應(yīng)平衡正這一反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，為何不采用更大的壓強(qiáng)？向移動(dòng)，為何不采用更大的壓強(qiáng)？_。(2)(2)如圖所示是如圖所示是NHNH3 3和和O O2 2通入含催化劑的裝置，發(fā)生反通入含催化劑的裝置，發(fā)生反應(yīng)，從應(yīng)，從A A處導(dǎo)出的氣體成分是處導(dǎo)出的氣體成分是_。假設(shè)該實(shí)驗(yàn)制得純凈的假設(shè)該實(shí)驗(yàn)制得純凈的N

42、ONO氣體，則應(yīng)氣體，則應(yīng)_，使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為HNOHNO3 3。(3)(3)若該實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，有剩余尾氣若該實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，有剩余尾氣NONO和和NONO2 2，為防止污，為防止污染空氣，將其通入染空氣，將其通入NaOHNaOH溶液，能恰好反應(yīng)生成溶液，能恰好反應(yīng)生成NaNONaNO2 2，則尾氣中則尾氣中NONO和和NONO2 2的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為_(kāi)，該反，該反應(yīng)中氧化劑為應(yīng)中氧化劑為_(kāi)，還原產(chǎn)物為，還原產(chǎn)物為_(kāi)?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)選用選用500500這一條件要從反應(yīng)速率、催化這一條件要從反應(yīng)速率、催化劑活性和原料的轉(zhuǎn)化率的角度來(lái)考慮，該溫度下，原劑

43、活性和原料的轉(zhuǎn)化率的角度來(lái)考慮，該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強(qiáng)，反應(yīng)速率快；雖料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強(qiáng)，反應(yīng)速率快；雖然增大壓強(qiáng)有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，但壓強(qiáng)越大，然增大壓強(qiáng)有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，但壓強(qiáng)越大，對(duì)制備裝置的要求越高，能耗也越大，會(huì)大幅度增加對(duì)制備裝置的要求越高，能耗也越大，會(huì)大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強(qiáng)。工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強(qiáng)。(2)(2)回答從回答從A A處導(dǎo)出的氣體成分時(shí)，容易因考慮不全處導(dǎo)出的氣體成分時(shí)，容易因考慮不全面，錯(cuò)答為面，錯(cuò)答為NHNH3 3、O O2 2、NONO，這是因?yàn)楹鲆?，這是因?yàn)楹鲆昇ONO和和O O2 2之間

44、之間的反應(yīng)，而漏掉了的反應(yīng)，而漏掉了NONO2 2的存在，又因?yàn)橹灰械拇嬖?，又因?yàn)橹灰蠳ONO2 2，則一定存在則一定存在2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4，故從，故從A A處導(dǎo)出的氣體是處導(dǎo)出的氣體是NHNH3 3、O O2 2、NONO、NONO2 2、N N2 2O O4 4的混合氣體。若想使的混合氣體。若想使NONO完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為HNOHNO3 3，則必須通入足量，則必須通入足量O O2 2，在水中使之發(fā)生反應(yīng)生成，在水中使之發(fā)生反應(yīng)生成HNOHNO3 3。(3)(3)尾氣和尾氣和NaOHNaOH恰好反應(yīng)生成恰好反應(yīng)生成NaNONaNO2 2，由，由NO+NONO+

45、NO2 2+2NaOH+2NaOH=2NaNO=2NaNO2 2+H+H2 2O O可知，尾氣中可知，尾氣中NONO和和NONO2 2物質(zhì)的量相同，物質(zhì)的量相同，NONO2 2作氧化劑，作氧化劑，NaNONaNO2 2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。答案：答案：(1)(1)該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強(qiáng)，反應(yīng)速率快壓強(qiáng)越大對(duì)制備裝置的要求越高，最強(qiáng)，反應(yīng)速率快壓強(qiáng)越大對(duì)制備裝置的要求越高，能耗也越大，會(huì)大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更能耗也越大，會(huì)大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強(qiáng)大的壓強(qiáng)(2)NH(2)NH3 3、O

46、 O2 2、NONO、NONO2 2、N N2 2O O4 4的混合氣體將的混合氣體將NONO與足量與足量的的O O2 2一起通入水中一起通入水中(3)11(3)11NONO2 2NaNONaNO2 22.(20162.(2016沈陽(yáng)模擬沈陽(yáng)模擬) )制取硝酸銨的流程圖如下：制取硝酸銨的流程圖如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)(1)合成氨原料的來(lái)源：合成氨原料的來(lái)源：_。(2)(2)已知已知N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) H=-92.4 kJ=-92.4 kJmolmol-1-1。為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施是為

47、有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施是_。(3)(3)氨催化氧化的化學(xué)方程式為氨催化氧化的化學(xué)方程式為_(kāi)；Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)的作用為合金網(wǎng)的作用為_(kāi)，Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是合金網(wǎng)未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是_。(4)(4)生產(chǎn)硝酸的過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，生產(chǎn)硝酸的過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對(duì)大氣的污染？如何消除它們對(duì)大氣的污染？_。寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(5)(5)硝酸銨的兩種主要用途是硝酸銨的兩種主要用途是_。(6)(6)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中，將平均相對(duì)分在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中，將平均

48、相對(duì)分子質(zhì)量為子質(zhì)量為8.58.5的的H H2 2和和N N2 2混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)出平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為測(cè)出平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為1010，試求此，試求此時(shí)時(shí)N N2 2的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中NHNH3 3的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)_、_。【解析【解析】(1)(1)氮?dú)獾膩?lái)源是空氣，而氫氣來(lái)源于燃料氮?dú)獾膩?lái)源是空氣，而氫氣來(lái)源于燃料( (煤、石油產(chǎn)品等煤、石油產(chǎn)品等) )與水反應(yīng)的產(chǎn)物。與水反應(yīng)的產(chǎn)物。(2)(2)為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、及時(shí)分離出氨為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、及時(shí)分離出氨等措施。等措施。(

49、3)(3)氨的催化氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故氨的催化氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)雖合金網(wǎng)雖未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)。未預(yù)熱也呈紅熱狀態(tài)。(4)(4)氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。(5)(5)硝酸銨可以作化肥，也可以用于制炸藥等。硝酸銨可以作化肥，也可以用于制炸藥等。(6)(6)根據(jù)根據(jù)“十字交叉法十字交叉法”可得：可得： 則則n(Nn(N2 2)n(H)n(H2 2)=6.519.5=13)=6.519.5=13。設(shè)反應(yīng)前混合氣體。設(shè)反應(yīng)前混合氣體的總物質(zhì)的量為的總物質(zhì)的量為4 mol4 mol，平均相對(duì)分子質(zhì)量與氣體的，平均相對(duì)分子質(zhì)量與氣

50、體的總物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為總物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為xmolxmol，則有，則有 x=3.4x=3.4，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量差值為量差值為0.6 mol0.6 mol，設(shè)反應(yīng)消耗，設(shè)反應(yīng)消耗N N2 2的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為ymolymol，生成氨的物質(zhì)的量為生成氨的物質(zhì)的量為zmolzmol，則有：，則有：8.5x104，N N2 2+ +3H3H2 2 2NH 2NH3 3物質(zhì)的量之差物質(zhì)的量之差1 1 2 2 2 2ymolymol zmol zmol 0.6 mol 0.6 moly=0.3y=0.3，z=0.6z=0.

51、6，N N2 2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為 100%=30%100%=30%；氨的體積分?jǐn)?shù)為氨的體積分?jǐn)?shù)為 100%17.6%100%17.6%。0.3 mol1 mol0.6 mol3.4 mol答案：答案：(1)N(1)N2 2來(lái)源于空氣，來(lái)源于空氣，H H2 2可來(lái)源于水煤氣可來(lái)源于水煤氣(2)(2)增壓、及時(shí)分離出氨等增壓、及時(shí)分離出氨等(3)4NH(3)4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H 4NO+6H2 2O O作催化劑氨的催化氧作催化劑氨的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，可使化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，可使Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)達(dá)到一定溫度呈合金網(wǎng)達(dá)到一定溫度呈紅熱狀態(tài)紅熱狀態(tài)催化劑催化劑(

52、4)(4)可用堿溶液吸收氮的氧化物可用堿溶液吸收氮的氧化物NO+NONO+NO2 2+2NaOH=2NaNO+2NaOH=2NaNO2 2+H+H2 2O O(5)(5)可用于制造化肥和炸藥可用于制造化肥和炸藥(6)30%(6)30%17.6%17.6%【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.1.利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：依據(jù)上述流程，完成下列填空：依據(jù)上述流程，完成下列填空：(1)(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是_。(2)nmol CH(2)nmol CH4 4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9n molCO 0.9n

53、mol，產(chǎn)生，產(chǎn)生H H2 2_mol(_mol(用含用含n n的代數(shù)式表示的代數(shù)式表示) )。(3)K(3)K2 2COCO3 3(aq)(aq)和和COCO2 2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依據(jù)是據(jù)是_。A.A.相似相溶原理相似相溶原理B.B.勒夏特列原理勒夏特列原理C.C.酸堿中和原理酸堿中和原理(4)(4)由由KHCOKHCO3 3分解得到的分解得到的COCO2 2可以用于可以用于_( (寫(xiě)出寫(xiě)出COCO2 2的一種重要用途的一種重要用途) )。(5)(5)整個(gè)流程有三處循環(huán)，一是整個(gè)流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH)Fe(OH)3 3循環(huán)，二是循環(huán)，二是K

54、 K2 2COCO3 3(aq)(aq)循環(huán)，請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)循環(huán)，請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)( (循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)) )?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)流程圖中已給出反應(yīng)物是流程圖中已給出反應(yīng)物是H H2 2S S和和Fe(OH)Fe(OH)3 3，生成物是生成物是FeFe2 2S S3 3和和H H2 2O O，CHCH4 4沒(méi)有參與反應(yīng)，寫(xiě)出方程式?jīng)]有參與反應(yīng)，寫(xiě)出方程式再配平即可。再配平即可。(2)(2)寫(xiě)出此反應(yīng)的方程式：寫(xiě)出此反應(yīng)的方程式：CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2，可以，可以看出產(chǎn)生看出產(chǎn)生H H2 2應(yīng)為應(yīng)為

55、3 30.9n mol=2.7n mol0.9n mol=2.7n mol。高溫高溫催化劑催化劑=(3)CO(3)CO2 2為氣體，加壓有利于平衡右移，利用的是勒夏為氣體，加壓有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。特列原理。(4)(4)此題考查了學(xué)生對(duì)此題考查了學(xué)生對(duì)COCO2 2用途的記憶，任寫(xiě)一種用途用途的記憶，任寫(xiě)一種用途即可。即可。(5)(5)合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，H H2 2和和N N2 2的轉(zhuǎn)化率低，必須的轉(zhuǎn)化率低，必須循環(huán)利用。循環(huán)利用。答案答案：(1)3H(1)3H2 2S+2Fe(OH)S+2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2S S3 3+6H+6H2

56、 2O O(2)2.7n(2)2.7n(3)B(3)B(4)(4)生產(chǎn)純堿生產(chǎn)純堿( (或作致冷劑等，其他合理答案也可以或作致冷劑等，其他合理答案也可以) )(5)(5)2.2.合成氨是合成氨是“將空氣變成面包將空氣變成面包”的反應(yīng)，合成氨工業(yè)的反應(yīng)，合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。下圖是合成氨的簡(jiǎn)要流在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。下圖是合成氨的簡(jiǎn)要流程圖：程圖：.原料氣的制備原料氣的制備(1)(1)合成氨所需氮?dú)鈦?lái)自空氣，方法之一是將空氣液化合成氨所需氮?dú)鈦?lái)自空氣，方法之一是將空氣液化后再加熱分離；請(qǐng)另設(shè)計(jì)一種從空氣中分離出氮?dú)獾暮笤偌訜岱蛛x；請(qǐng)另設(shè)計(jì)一種從空氣中分離出氮?dú)獾姆椒ǎ悍椒ǎ篲。

57、(2)(2)請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法( (用化學(xué)方程式用化學(xué)方程式表示表示) )：_。.原料氣的凈化原料氣的凈化為了防止催化劑為了防止催化劑“中毒中毒”，原料氣在進(jìn)入壓縮機(jī)之前，原料氣在進(jìn)入壓縮機(jī)之前必須經(jīng)過(guò)凈化、精制處理，必須經(jīng)過(guò)凈化、精制處理，“精制精制”過(guò)程通常是將含過(guò)程通常是將含有少量有少量COCO、COCO2 2、O O2 2和和H H2 2S S等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的醋酸亞銅二氨水的醋酸亞銅二氨(CH(CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2)溶液，溶液，以獲得純凈的原料氣。其中，吸收以獲得純

58、凈的原料氣。其中，吸收COCO的反應(yīng)為的反應(yīng)為CO+CHCO+CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2+NH+NH3 3H H2 2O O CH CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )3 3CO+HCO+H2 2O(l) O(l) H00。(3)(3)為提高為提高COCO的吸收率，可采取的有效措施是的吸收率，可采取的有效措施是_。(4)(4)除去氧氣時(shí)，氧氣將除去氧氣時(shí)，氧氣將CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 氧化為氧化為(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 ，則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的

59、物，則反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是質(zhì)的量之比是_。.氨的合成氨的合成(5)(5)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是釋的是_(_(填序號(hào)填序號(hào)) )。A.A.采用較高的壓強(qiáng)采用較高的壓強(qiáng)(20(2050 MPa50 MPa) )B.B.采用采用500500的高溫的高溫C.C.用鐵觸媒作催化劑用鐵觸媒作催化劑D.D.將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來(lái)，將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來(lái)，N N2 2和和H H2 2循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充循環(huán)到合成塔中并補(bǔ)充N(xiāo) N2 2和和H H2 2【解析【解析】.空氣的主要成分為氧氣和氮?dú)?，設(shè)

60、法除去空氣的主要成分為氧氣和氮?dú)?，設(shè)法除去氧氣后即可得到氮?dú)?。氧氣后即可得到氮?dú)狻?該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，增大壓強(qiáng)、降低溫度都有利于平衡正向移移動(dòng)原理，增大壓強(qiáng)、降低溫度都有利于平衡正向移動(dòng)，提高動(dòng)，提高COCO的轉(zhuǎn)化率。氧氣將的轉(zhuǎn)化率。氧氣將CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 氧氧化為化為(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 時(shí)，銅元素的化合價(jià)由時(shí)，銅元素的化合價(jià)由+1+1價(jià)價(jià)升高到升高到+2+2價(jià)，價(jià)，CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(

61、NH3 3) )2 2 是還原劑，是還原劑，O O2 2是氧化劑，是氧化劑，根據(jù)電子得失守恒原理，可知二者的物質(zhì)的量之比是根據(jù)電子得失守恒原理，可知二者的物質(zhì)的量之比是4141。.合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，增大合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)、降低溫度、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度壓強(qiáng)、降低溫度、增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度等措施都可以使平衡正向移動(dòng)。實(shí)際操作中，采用等措施都可以使平衡正向移動(dòng)。實(shí)際操作中，采用500500的高溫，是考慮催化劑的催化效率，兼顧平衡轉(zhuǎn)的高溫，是考慮催化劑的催化效率，兼顧平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率的結(jié)果。催化劑能同等程度改變反應(yīng)化率和反應(yīng)

62、速率的結(jié)果。催化劑能同等程度改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)。速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)。答案：答案：(1)(1)將空氣與碳作用生成將空氣與碳作用生成COCO2 2，除去，除去COCO2 2即可得到即可得到氮?dú)獾獨(dú)? (其他合理答案也可其他合理答案也可) )(2)C+H(2)C+H2 2O CO+HO CO+H2 2( (或或CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2或其他合理或其他合理答案答案) )(3)(3)降低溫度、增大壓強(qiáng)降低溫度、增大壓強(qiáng)(4)41(4)41(5)A(5)A、D D高溫高溫=高溫高溫催化劑催化劑=考點(diǎn)三考點(diǎn)三 純堿的生產(chǎn)純堿的生產(chǎn)【核心知識(shí)通關(guān)【核心知識(shí)

63、通關(guān)】1.1.氨堿法氨堿法( (索爾維制堿法索爾維制堿法) )：(1)(1)原料：原料：_。食鹽、氨、二氧化碳食鹽、氨、二氧化碳(2)(2)反應(yīng)原理。反應(yīng)原理。第一步：生成碳酸氫鈉和氯化銨第一步：生成碳酸氫鈉和氯化銨_。_。第二步：制取碳酸鈉第二步：制取碳酸鈉_。NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3NHNH4 4HCOHCO3 3+NaCl=NaHCO+NaCl=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OO=2.2.聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法( (侯氏制堿

64、法侯氏制堿法) )：聯(lián)合制堿法即將聯(lián)合制堿法即將_和和_聯(lián)合生產(chǎn)的改進(jìn)工聯(lián)合生產(chǎn)的改進(jìn)工藝。藝。反應(yīng)原理：反應(yīng)原理：第一步：第一步：_。第二步：第二步：_。氨堿法氨堿法合成氨合成氨NaCl+CONaCl+CO2 2+NH+NH3 3+H+H2 2O=NaHCOO=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+ CO+ CO2 2+H+H2 2OO=【典題技法歸納【典題技法歸納】(2016(2016唐山模擬唐山模擬) )純堿純堿( (化學(xué)式為化學(xué)式為NaNa2 2COCO3 3) )是一種重要是一種重要的化工原料?，F(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝

65、：的化工原料?，F(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝：.路布蘭制堿法。以食鹽為原料制堿，該法分三步：路布蘭制堿法。以食鹽為原料制堿，該法分三步：用氯化鈉與硫酸反應(yīng)制硫酸鈉：用氯化鈉與硫酸反應(yīng)制硫酸鈉：2NaCl+H2NaCl+H2 2SOSO4 4 Na Na2 2SOSO4 4+2HCl+2HCl；=用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：NaNa2 2SOSO4 4+4C Na+4C Na2 2S+4COS+4CO；用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制碳酸鈉：用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制碳酸鈉：NaNa2 2S+CaCOS+CaCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CaS+CaS。高溫高溫=高溫高溫=.氨堿

66、法即索爾維制堿法。以食鹽、氨、二氧化碳為氨堿法即索爾維制堿法。以食鹽、氨、二氧化碳為原料，其反應(yīng)也分三步進(jìn)行：原料，其反應(yīng)也分三步進(jìn)行：NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3；NHNH4 4HCOHCO3 3+NaCl=NaHCO+NaCl=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl；2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OO。=.侯氏制堿法。低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，侯氏制堿法。低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細(xì)鹽末，因再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細(xì)鹽末，因同離子效應(yīng)，低溫氯化銨溶解度降低，而食鹽的溶解同離子效應(yīng)，低溫氯化銨溶解度降低，而食鹽的溶解度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨飽和后通二氧化碳，結(jié)果反復(fù)析出飽和后通二氧化碳，結(jié)果反復(fù)析出NaHCONaHCO3 3和和NHNH4 4ClCl。該。該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量?jī)?yōu)良，純白如雪。法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量?jī)?yōu)良，純白如雪。(1)(1)通