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:________)。 ①原料為硫黃:____________________, ②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。 ①請寫出這種尾氣處理方法的優(yōu)點(寫出兩點即可):______________________________________________________;________ _______________________________。 ②若某硫酸廠每天排放的1萬立方米(標準狀況)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: ①升高溫度。 ②使用催化劑。 ③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: ①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。 ②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。 ③適當過量的空氣: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。 ①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。 ②廢水:主要含氰化物和氨,分別采用不同的方法處理。 ③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。,Ⅰ.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 Ⅱ.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:①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)。 ②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“Ⅰ”或“Ⅱ”),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,Ⅰ,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)Ⅰ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?;卮鹣铝袉栴}: (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,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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