高考化学一轮复习 第一讲 化学与工农业生产（选修2）

1、选修2 化学与技术,选修2 化学与技术,第一讲化学与工农业生产,选修2 化学与技术,考纲展示 1了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。3.了解精细化工产品的生产特点及在社会发展中的作用。4.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用,考点一 硫酸的工业生产,考点二 工业合成氨反应条件的选择,考点三 纯碱的生产,考 点 一硫酸的工业生产,一、生产流程及原理,二、“三废”处理和能量充分利用 1“三废”的处理方法 (1)尾气吸收：_，(填化学方程式，下同)_。 (2)废水处理 根据杂质性质的不同,采

2、用不同的化学方法,如_、_。 (3)废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属,SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O,CaSO3H2SO4=CaSO4SO2H2O,酸碱中和法,重金属离子沉淀法,2能量的充分利用 硫酸生产中产生的热量可用于预热反应物满足自身能量的需要，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电,三、化学原理在硫酸工业生产中的应用及相关计算 1化学反应速率和化学平衡原理 (1)增大化学反应速率的措施 升高温度。 使用催化剂。 在沸腾炉中燃烧燃料时，将原料粉碎，增大与空气的接触面积。 (2)反应条件的选择 温度：根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂的活性不高，反应速率

3、低，实际生产中采用400500 的温度,常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO2的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产中采用常压操作。 适当过量的空气：提高SO2的转化率。 2逆流原理 沸腾炉中原料从炉顶落下，热空气从炉底吹入，使原料与助燃气体充分接触，反应进行彻底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷环(片)，浓硫酸从塔顶喷下，三氧化硫气体从塔底吹入，提高吸收程度,1(教材改编)以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下,请回答下列问题： (1)在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为 _。 (2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气_、_及

4、干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是 _,除尘,水洗,矿尘，砷、硒等元素的化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响,3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是_ _、_ _ _,不选B点，是因为压强大对设备的投资大，消耗的动能大，同温度下SO2原料的转化率在0.1 MPa已达到97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用0.1 Mpa,不选择C点，

5、是因为温度低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，反应速率低，450 时，催化剂的催化效率最高,4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是_ _，从而充分利用能源,利用反应放出的热量预热原料气，上层反应气经热交换器温度降到400500 进入下层使反应更加完全,2(2015宁夏银川模拟)在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是() A黄铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能燃烧 BSO3用98%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便SO3吸收完全 CSO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率 D从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中S

6、O2会与杂质反应,B,解析：本题考查化工生产中的技术处理问题。可从化学反应速率、化学平衡移动及实际生产三个方面考虑各种操作条件的原因。矿石粉碎是为了提高反应速率，并不是因为大块的黄铁矿不能燃烧；用浓硫酸吸收SO3是为了防止水与其形成酸雾；使用催化剂可以提高反应速率，但不能提高SO2的转化率；从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的杂质会使催化剂中毒,3(2015辽宁大连高三双基考)硫酸工厂排放的尾气中，含少量的二氧化硫。为防止污染大气，在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用。 (1)硫酸工厂排放尾气中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸处理。 写出上述过程的化学反应方程式：_ _。

7、请写出这种尾气处理方法的优点(写出两点即可)：_ _,SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O、 CaSO3H2SO4=CaSO4SO2H2O,原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得；可得到石膏副产品；产生的SO2含量较高可循环作为原料(任选两点,若某硫酸厂每天排放的1万立方米(标准状况)尾气中含0.2%(体积百分数)的SO2，通过上述方法处理，理论上需生石灰_kg。 (2)近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法，该方法为第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2，第二步是加热吸收溶液，可得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。这种尾气处理方法与(1)相比的优点是_,50,N

8、a2SO3可循环使用,3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将所得的Na2SO3溶液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法；其中阴阳膜组合循环再生机理如图，a、b离子交换膜将电解槽分为三个区域，电极材料为石墨,图中a表示_离子交换膜(填“阴”或“阳”)。AE分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸，则A表示 _，E表示_。 阳极的电极反应式为_,阳,NaOH溶液,H2,考 点 二工业合成氨反应条件的选择,在合成氨的工业生产中，要综合考虑原料来源、动力、设备等因素，控制适宜的反应条件，以取得最佳经济效益,增大,逆反应,三、催化剂 _反应速率但_影响平衡，提高单位时间氨的产量，目

9、前工业上以铁触媒为催化剂,加快,不,增大,正反应,四、循环操作 合成氨转化率较低，要采用循环操作。混合气体通过冷凝器，使氨液化，将_分离出来，并将没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。 【特别提醒】(1)使用催化剂不影响氨的产率，但能提高单位时间内氨的产量。催化剂对反应有选择性，容易误认为一定的催化剂对所有反应都有催化作用。 (2)温度的选择，要兼顾三个方面：反应速率、氨的产率、催化剂活性。 (3)易误认为压强不能过大的原因是考虑反应速率或氨的产率，实际上是从生产成本上考虑的,氨,a,90,14.5,4)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(

10、填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法： _,对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用,高温、高压,防止催化剂中毒而失去活性，提高原料的利用率,使N2、H2循环利用，提高原料利用率,b,通过温度的改变来改变物质的状态，达到使物质分离的目的，与蒸馏的原理类似,8NH33Cl2=N26NH4Cl,该温度下,原料转化率较高，且催化剂活性最强，反应速率快,压强越大，对制备装置的要求越高，能耗也越大，会大幅度增加工业成本，因此不采用更大的压强,NH3、O2、NO、NO2、N2O4的混合气体,将NO与足量的O2一 起通入水中,3)若该实验结束时，有剩余尾气NO和NO2，为防止污染

11、空气，将其通入NaOH溶液，能恰好反应生成NaNO2，则尾气中NO和NO2的物质的量之比为_，该反应中氧化剂为_，还原产物为_,11,NO2,NaNO2,考 点 三纯碱的生产,NaHCO3,Na2CO3CO2H2O,CO2,低,NH4Cl,1工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题： (1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱。 食盐和浓硫酸反应的化学方程式为_ _ _,硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为 _ _ (已知产物之一为CaS,图中的中间产物C是_，D是_ 装置乙中发生反应的化学方程式为_； (3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_,Ca(OH)2,NH3,NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl,见解析,见解析,Ca(OH)2(或CaO,Na2CO3,溶解,过滤,蒸发,过滤,有晶体析出(或出现浑浊,碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大,4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是_(填化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是_ _。 (5)氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，