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.ppt

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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 認識催化劑的研制對促進化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義 3 了解精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點及在社會發(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 考點一硫酸工業(yè) 知識梳理 黃鐵礦 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 接觸室 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SO2 NH3 H2O NH4HSO3 或2NH4HSO3 H2SO4 NH4 2SO4 2SO2 2H2O 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 中進行 2 下列有關(guān)接觸法制硫酸的說法中 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 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 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 實驗測得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度 壓強有關(guān) 請根據(jù)下表信息 結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際 選擇最合適的生產(chǎn)條件 400 1個大氣壓 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 在排放前必須進行尾氣處理并設(shè)法進行綜合利用 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 寫出兩點即可 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 體積分數(shù) 的SO2 通過上述方法處理 理論上需生石灰 kg 原料生石灰 硫酸價格便宜且容易獲得 可得到石膏副產(chǎn)品 產(chǎn)生的 SO2含量較高可再利用 任寫兩點 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 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)平衡移動原理 應(yīng)在低溫下進行 但低溫時催化劑的活性不高 反應(yīng)速率低 實際生產(chǎn)中采用400 500 的溫度 常壓 根據(jù)平衡移動原理 應(yīng)在高壓下進行 但增大壓強對SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大 且加壓會增大成本和能量消耗 而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高 實際生產(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 考點二合成氨工業(yè) 知識梳理 可逆反應(yīng) 減小 放熱 2 條件的選擇結(jié)合反應(yīng)的三個特點及實際生產(chǎn)中的動力 材料設(shè)備 成本等因素 得出合成氨的適宜條件 1 壓強 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)壓縮機送入合成塔 20 50 500 鐵觸媒 分離液態(tài)空氣 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 二級處理后 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 AC 回答下列問題 1 工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣 氮氣是從空氣中分離出來的 通常使用的兩種分離方法是 氫氣的來源是水和碳氫化合物 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 與碳反應(yīng)后除去O2 合成 氨 塔 冷卻塔 或冷凝器 n 高溫氣體由冷卻塔的上端進入 冷卻水從下端進入 逆向冷卻效果好 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 考點三工業(yè)制純堿 知識梳理 聯(lián)合制堿法 在低溫條件下 向濾液中加入細粉狀的氯化鈉 并通入氨氣 可以使氯化銨單獨結(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 綜合評價 1 氨堿法 優(yōu)點 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 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 同時生產(chǎn)出兩種可貴的產(chǎn)品 純堿和氯化銨 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 NH3 CO2溶解度較小 而NH3易溶于水 先通NH3有利于CO2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 使原料氯化鈉的利用率從70 提高到90 以上 主要是因為設(shè)計了循環(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 為檢驗該雜質(zhì)的存在 具體實驗操作是 NH4Cl CO2 過濾 NaCl 取少量產(chǎn)品溶解 滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液 若有白色沉淀產(chǎn)生 說明含有NaCl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 通氨氣或加入細小食鹽顆粒都可使NH4Cl的溶解平衡向結(jié)晶方向移動 4 采取循環(huán) 操作可提高原料NaCl的利用率 1 化肥 1 氮肥 考點四化肥 農(nóng)藥和肥皂 知識梳理 KH2PO4 硫酸銅 生石灰 高級脂肪酸 化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用 回答下列問題 1 寫出一種銨態(tài)氮肥的化學(xué)式 實際生產(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)合氨是一個放熱反應(yīng) 因此低溫有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率 但實際生產(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)硝酸的最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式 題組訓(xùn)練 NH4Cl 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 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)境中會發(fā)生相互促進的水解反應(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)生成硝酸三個階段 3 水體中因為含有過多的含氮 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 水體富營養(yǎng)化 將溶液微熱濃縮 加入NaOH固體 然后用濕潤的pH試紙檢驗有無使試紙變藍的氣體生成