优化探究高考化学总复习 第一章 化学与工农业生产课件（选修2）.ppt

选修2化学与技术 第一章化学与工农业生产 考纲要求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 精细化工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 一 工业生产硫酸 考点一化学与工业生产 co h2 co2 h2 co 3h2 co2 4h2 2 净化 原料气中的主要杂质 h2s co co2 o2等 主要危害 某些杂质会导致催化剂 净化方法 a 用氨水吸收h2s c 用k2co3溶液吸收co2 d 用醋酸 铜和氨配制成的溶液精制处理 中毒 h2s nh3 h2o nh4hs h2o k2co3 co2 h2o 2khco3 3 合成与分离 设备 氨的分离 通过将氨液化 然后将液氨分离 分离出来的混合气体经循环压缩机 再送到中继续合成 流程 合成塔 冷凝器 合成塔 三 纯碱工业 1 在硫酸工业生产中为增大反应速率 采取了哪些措施 2 硫酸工业的适宜条件为400 500 常压 催化剂 v2o5 通过量o2 请思考选择温度和压强的理由有哪些 3 工业合成氨的原料气是n2 h2 请思考回答下列问题 1 简述原料气 n2 h2 的获取方法 2 简述原料气必须净化后才能送入合成塔的原因及净化方法 提示1 升高温度 使用催化剂 在沸腾炉中燃料燃烧前 将原料粉碎 增大与空气的接触面积 2 温度 依据平衡移动原理 降低温度有利于提高so2的转化率 但是 温度较低时催化剂活性不高 反应速率低 在实际生产中 选定400 500 这时反应速率和so2的转化率都比较理想 压强 依据平衡移动原理 增大压强有利于提高so2的转化率 但是 在常压 400 500 时 so2的转化率已经很高 加压对设备要求高 增大投资和能量消耗 故在实际生产中采用常压操作 并不加压 1 下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是 a 在接触室中使用铁粉作催化剂b 在接触室中运用热交换技术可充分利用能源c 把硫铁矿磨成细粉末 可以提高原材料的利用率d 该反应采用400 500 主要是因为该温度下催化剂活性好 硫酸工业生产的原理和工艺流程 解析 本题通过硫酸工业生产考查考生化学与技术 意在考查考生对硫酸工业的理解 硫酸工业生产中 在接触室中用铁触媒作催化剂 使so2氧化为so3 a项错误 使用热交换装置可节约能源 b项正确 把硫铁矿磨碎可增大其与氧气的接触面 使反应进行更充分 反应速率更快 可提高原材料的利用率 c项正确 反应温度采用400 500 是因为该温度下催化剂活性最高 d项正确 答案 a 3 下列有关操作目的的说明中 不正确的是 a 黄铁矿燃烧前需粉碎 是为了使其燃烧快而充分b 从甲设备出来的炉气需净化 是为了防止混合气体污染空气c 乙设备中使用催化剂 是为了提高反应速率和so2的转化率d 吸收塔中装有大量瓷环 是为了增大so3与98 3 浓硫酸的接触面积 4 简述在乙设备中设置热交换器的目的 5 工业生产中常用氨 硫酸法进行尾气脱硫 以达到消除污染 废物利用的目的 用两个化学方程式表示其反应原理 答案 1 沸腾炉接触室 2 fes2 3 bc 4 利用so2氧化为so3时放出的热量来预热即将参加反应的so2和o2 提高so2的转化率 使能量循环利用等 5 so2 nh3 h2o nh4hso32nh4hso3 h2so4 nh4 2so4 2so2 2h2o 或so2 2nh3 h2o nh4 2so3 nh4 2so3 h2so4 nh4 2so4 so2 h2o 合成氨工业生产的原理和流程 解析 化学反应放热还是吸热与反应途径无关 只与反应体系的始 终态有关 故 错 新催化剂只是降低了反应所需要的能量 仍需要断开化学键 故 错 答案 b 4 以天然气 焦炭 水 空气为初始原料 可以制得若干化工产品 请回答下列问题 1 合成氨中原料气体n2来源于空气 可采用将空气 和 两种方法制取 h2可采用上图中的反应 制取 其化学方程式为 5 联碱法 侯氏制碱法 和氨碱法的生产流程简要表示如下图 纯碱工业生产的原理和流程 1 沉淀池中发生反应的化学方程式为 2 x是 y是 填化学式 3 z中除了溶解的氨气 食盐外 其他溶质还有 排出液w中的溶质除了氢氧化钙外 还有 4 从理论上分析 在氨碱法生产过程中 填 需要 不需要 补充氨气 从原料到产品 氨碱法总反应过程用化学方程式可表示为 5 根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测 所得结论正确的是 a 常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小b 通入氨气的目的是使氯化铵更多析出c 加入食盐细粉的目的是提高na 的浓度 促进碳酸氢钠结晶析出 6 联碱法中 每当通入44 8lnh3 已折合成标准状况下 时可以得到纯碱100 0g 则nh3的利用率为 相比于氨碱法 联碱法的一项优点是 答案 1 nacl nh3 co2 h2o nahco3 nh4cl 2 co2nh3 3 na2co3 nh4clcacl2 nacl 4 不需要caco3 2nacl na2co3 cacl2 5 b 6 94 3 不产生无用的cacl2 或提高了食盐的转化率等 6 目前 我国采用 接触法 制硫酸 有关接触法制硫酸过程中定量分析 回答下列问题 1 由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有fe2o3 cuo cuso4 由cuo与so3在沸腾炉中化合而成 其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化 见下表 无机化工生产中的数据处理 已知cuso4在低于660 时不会分解 请简要分析上表中cuso4的质量分数随温度升高而降低的原因 答案 1 so2转化为so3是正反应放热的可逆反应 随温度升高 平衡逆向移动 so2的转化率减小 so3物质的量减少 所以cuso4的量减少 2 82 7 7 94 3 3 6 25 105 1 常见的工业生产流程的主线和核心规律 主线主产品 分支副产品 回头为循环 核心考点 物质的分离操作 除杂试剂的选择 生产条件的控制 三废处理及能量的综合利用等 2 化工生产中常涉及的三种计算方法 1 元素守恒法 理论上 原料中的某种核心元素全部进入产品中 因此依据守恒原理可以得出相应的关系式 如 硫铁矿制硫酸 fes2 2so2 2so3 2h2so4 硫黄制硫酸 s so2 so3 h2so4 氨氧化法制硝酸 nh3 no no2 hno3 磁铁矿炼铁 fe3o4 3fe 1 精细化工产品 1 精细化学品的种类 医药 农药 染料和颜料 涂料 黏合剂 表面活性剂 催化剂 食品和饲料添加剂 以及塑料 合成纤维和橡胶用的添加剂等 2 精细化学品的生产特点 多品种 小批量 产值高 生产流程和设备复杂 综合性和功能性强 技术密集 附加值高 考点二精细化工与农药 化肥 合成洗涤剂 2 化肥 3 农药 农作物的保护神 1 分类 2 农药对土壤和环境造成的不良影响 对农产品造成污染 危及食品安全 对环境造成严重污染 危及人类身体健康和生命安全 破坏生物链 影响生态平衡 4 肥皂与合成洗涤剂 请画出工业生产肥皂的工艺流程 1 下列对使用化肥 农药的描述中正确的是 a 高温多雨时比较适合施用钾肥b 长期施用硫铵会造成土壤板结c 石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用d 过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用 化肥 农药与农业生产 解析 a中钾肥易溶于水 多雨时易造成化肥的流失 b中硫铵溶于水呈酸性 易破坏土壤的胶体结构使土壤板结 c中石硫合剂主要成分是多硫化钙 具有渗透和侵蚀病菌细胞及害虫体壁的能力 能在植物体表面形成一层药膜起保护作用 如果和硫酸混合后施用 会生成硫酸钙使石硫合剂失去作用 d中有效成分为ca h2po4 2 属水溶性速效磷肥 应直接施用 答案 b 2 农作物生长不仅需要阳光 空气和水 还需要多种化学元素 当植物缺乏n元素时 表现为植株生长缓慢 叶色发黄 严重时叶片脱落直至死亡 而农作物的生长仅靠土壤中的n元素不能满足生长的需要 必须靠施肥加以补充 1 下列可作氮肥的化合物是 填字母 下同 其中含n量最高的是 a 碳酸氢铵b 磷酸二氢钙c 硫酸钾d 硝酸钾e 尿素 2 尿素的合成有多种方法 请写出一个合成尿素的化学方程式 3 尿素在土壤中需经过水解后方可被农作物吸收 请写出尿素水解的化学方程式 简述尿素作氮肥的优点 4 氮肥的制备 首先涉及氨的合成 请填写下列合成氨工艺流程图中的设备名称 a b 3 下列有关合成洗涤剂的叙述错误的是 a 在洗涤剂烷基苯磺酸钠中 烷基含碳原子的个数以12 18为宜b 在洗涤剂烷基苯磺酸钠中 烷基应以带有支链的为宜c 在合成洗涤剂中添加酶制剂可提高洗涤效果d 在合成洗涤剂中应以无磷助剂代替含磷助剂解析 根据合成洗涤剂的洗涤原理可知烷基应以直链为宜 且其碳原子数不能太多 也不能太少 以12 18为宜 为提高洗涤效果可添加酶制剂 为防止污染 用无磷助剂代替含磷助剂 答案 b 肥皂和合成洗涤剂的生产与使用 4 洗衣粉的主要成分之一是烷基苯磺酸钠 常用的是十二烷基苯磺酸钠 其合成路线如下 3 用油脂可以制肥皂 试写出由硬脂酸甘油酯生成硬脂酸钠和甘油的化学方程式 反应类型为 4 在洗涤剂中添加酶制剂能促进污垢中的蛋白质 如奶渍 肉汤 等水解为可溶性的物质而被除去 在使用加酶洗衣粉的水溶液中浸泡10 30min 水温在40 50 最佳 加酶洗衣粉不宜在高温下 潮湿环境中贮存 也不宜久存 为什么 5 过去使用的合成洗涤剂中常加入三聚磷酸钠 na5p3o10 作助剂 它可使硬度大的洗涤水软化 对微细的无机粒子或油脂具有分散 乳化 胶溶作用 防止污渍再次沉积到衣物上 它还能维持水溶液的弱碱性 提高洗涤剂的去污能力和洗涤效果 但是 自20世纪90年代以来 世界各国先后提出必须生产和使用无磷洗涤剂 请解释原因 4 酶发挥催化作用需要适宜的条件 温度 酸碱度等 酶自身是蛋白质 在不适宜的条件下 如高温 容易变质而失去活性 答案合理即可 5 三聚磷酸钠造成水体富营养化 破坏了水体原有的生态平衡 对人类的生存环境造成了很大的危害 答案合理即可 化工生产流程的评价与优化方法化工生产方案应用从环境保护和综合利用原料 合理利用能量以及化工生产的规模和厂址选择等方面进行考虑 1 绿色化学 绿色化学又称环境友好化学 环境无害化学 清洁化学 是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用 理想的化工方式是 反应物的原子全部转化为期望的最终产物 实现 零排放 2 循环操作 是化工生产的重要工艺之一 利用循环操作能有效地提高原料的利用率 降低生产成本 3 循环利用 可以充分利用原料 节约资源 同时也是减少排放 实现变废为宝的重要手段 4 化工生产中的逆流原理 热交换器中的冷 热气体 或液体 沸腾炉中的燃料与空气 制硫酸工业吸收塔中的气体和吸收液浓硫酸等 逆流的作用是使反应物充分接触 此外 在化学实验中的冷凝管也采用了逆流原理 典例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