高考化学一轮复习 选修2 第二节 化学与资源的开发利用备考课件.ppt

第二节化学与资源的开发利用 考纲展示 1 了解煤 石油和天然气等综合利用的意义 2 了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类 3 了解海水的综合利用 了解化学科学发展对自然资源利用的作用 4 了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用 本节目录 考点串讲深度剖析 知能演练高分跨栏 教材回顾夯实双基 一 煤 石油 天然气的综合利用1 石油的炼制 汽油 乙烯 2 煤的综合利用 焦炭 煤焦油 焦炉气 液体燃料 汽油 甲醇 4 煤化工和天然气化工的发展 一碳化学一碳化学是指以分子中只含 的化合物 如 等 为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学 二 海水的综合利用1 海水中盐的开发和利用 1 海水制盐以 为主 主要得到nacl和cacl2 mgcl2 na2so4 另外还有电渗析法和冷冻法 一个碳原子 co ch4 ch3oh 蒸发法 2 氯碱工业 反应原理 工艺流程 设备 阳 离子交换膜只允许na 通过 产品 阳极室 氯气 补充饱和食盐水流出淡盐水 阴极室 氢气和naoh 补充纯水 加入一定量naoh 流出naoh溶液 离子交换膜电解槽 2 海水提溴 1 工艺流程 3 海水提镁 1 生产流程及反应原理 三 工业生产硫酸1 生产流程及原理 酸碱中和法 重金属离子沉淀法 2 废弃金属 1 回炉再生 2 制取相应金属化合物 3 废弃无机非金属材料 1 玻璃可回炉再生 2 砖 瓦 陶瓷可作建筑填料 特别提醒 1 向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的顺序容易答反 应先通氨气再通二氧化碳 因为氨气在水中的溶解度大 先通氨气会吸收更多的二氧化碳 有利于生成较多的碳酸氢钠而析出 2 在氨碱法和联合制碱法的过程中 co2均可循环利用 3 联合制碱法和氨碱法相比较 主要优点是提高了原料的利用率 同时得到其他的产品 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下 完成下列填空 1 粗盐水加入沉淀剂a b除杂质 沉淀剂a来源于石灰窑厂 写出a b的化学式 a b 2 实验室提纯粗盐的实验操作依次为取样 沉淀 冷却结晶 烘干 3 工业生产纯碱工艺流程中 碳酸化时产生的现象是 碳酸化时没有析出碳酸钠晶体 其原因是 4 碳酸化后过滤 滤液d最主要的成分是 填写化学式 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 滤液d加入石灰水产生氨 加石灰水后所发生的反应的离子方式程为 滤液d加石灰水前先要加热 原因是 6 产品纯碱中含有碳酸氢钠 如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为 注明你的表达式中所用的有关符号的含义 解析 粗盐中含ca2 mg2 加入石灰乳或cao可除去mg2 再加入na2co3除去ca2 因此a为ca oh 2或cao b为na2co3 3 碳酸化即向氨的饱和nacl溶液中通入过量co2 可析出nahco3晶体 反应中由于na2co3的溶解度大于nahco3的溶解度 因此不会析出na2co3晶体 4 过滤除去nahco3 滤液d的主要成分为nh4cl 要检验cl 应选用agno3溶液和稀硝酸 即时应用 1 2011 高考海南卷节选 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 2 氨碱法的工艺如下图所示 得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱 图中的中间产物c是 d是 写化学式 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 4 有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似 故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾 请结合下图的溶解度 s 随温度变化曲线 分析说明是否可行 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 在沸腾炉中燃料燃烧时 使原料粉碎 增大与空气的接触面积 2 反应条件的选择 温度 400 500 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 反应速率低 实际生产中采用400 500 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 特别提醒 1 吸收so3不用水或稀硫酸 而是用98 的h2so4 是因为用水或稀硫酸吸收so3会产生酸雾 影响吸收 2 煅烧黄铁矿制得的炉气需进行净化处理 主要是避免催化剂中毒 防止腐蚀设备等 3 在生产硫酸的工业生产中 要综合考虑原料来源 动力 设备 环境污染等因素 控制适宜的反应条件 以取得最佳经济效益 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 及干燥 如果炉气不经过精制 对so2催化氧化的影响是 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下图所示 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 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 解析 so2在催化氧化过程中 炉气中含有的砷 硒化合物等杂质和矿尘 都会使催化剂中毒 失去催化能力 因而需要除尘 水洗 水蒸气对设备和生产有不良影响 故需干燥 b点的转化率虽高 但压强高于常压 加压必须增加设备的性能 增大投资和能量消耗 另外 常压下转化率已经达到97 左右 转化率已经很高 加压 对平衡转化率的影响不大 故不选择b点 c点的转化率虽高 但c点的温度低 此时催化剂的活性不是最大 反应速率低 故选择催化剂的活性最大的a点温度 即时应用 2 工业制硫酸生产流程如下图 1 我国黄铁矿资源比较丰富 但很多工厂仍以硫磺为原料生产硫酸 理由是 2 在催化反应室 下列措施中有利于提高so2平衡转化率的有 a 升高温度b 减小压强c 不断补充空气d 及时分离出so3 答案 1 黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多 处理成本高 2 c d 3 净化气体 控制温