高考化学一轮复习 13.1化学与工农业生产课件.ppt

第十三章化学与技术 选修 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 1 硫酸工业 合成氨工业中的反应原理 原料 主要设备 生产工艺流程及尾气处理 2 侯氏制碱法 肥皂 合成洗涤剂的生产原理及工艺流程 3 化学反应速率理论和勒夏特列原理在化工生产中的应用 4 日常生活 化工生产中的环境污染与防护 1 三原料 2 三阶段及三反应 1 造气 2 接触氧化 3 so3的吸收 3 三设备 4 三反应条件 1 温度 实际生产中采用 根据化学平衡移动原理 应在低温下进行 但低温时 不高 反应速率 2 压强 实际生产中采用 根据化学平衡移动原理 应在高压下进行 但增大压强时 且增大压强会增大投资和能量消耗 而常压下的转化率已很高 3 使用 2014 成宁四校联考 硫酸是无机 三大强酸 之一 其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志 工业制硫酸的工艺流程如下图 据图回答下列问题 1 写出用黄铁矿 主要含fes 造气的化学反应方程式 2 写出a b物质的名称 a b 3 催化氧化之前对so2和空气的混合气体进行净化 干燥的目的是 选用b进入吸收塔吸收so3的优点是 4 so2的催化氧化是一个可逆反应 采取适宜的反应条件有利于生产的进行 实际生产中 下列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理 填选项字母 a 矿石加入沸腾炉之前先粉碎b 使用v2o5作催化剂c 催化反应室中温度选择400 500 d 净化后的炉气中要有过量的空气e 催化氧化在常压下进行f 将尾气中的so2循环利用 5 某硫酸工厂每天消耗黄铁矿石 含fes2质量分数60 20吨 生产中三阶段的转化率依次为98 95 98 则该工厂一天能生产b的质量为 吨 解析 1 煅烧硫铁矿生成氧化铁和二氧化硫 2 吸收塔中得到的是发烟硫酸 a 工业上用98 的浓硫酸 b 吸收so3 3 混合气体如果不进行净化就进入催化反应室 会使催化剂中毒 用水吸收三氧化硫会形成酸雾 不利于三氧化硫的吸收 所以工业上用98 的浓硫酸吸收三氧化硫 5 根据s元素守恒 得 fes2 2h2so4 设可制得98 的硫酸x吨 则有 fes2 2h2so41202 9820 60 98 95 98 x 98 则可得x 18 25 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 实际生产采用常压操作 适当过量的空气 目的是提高so2的转化率 5 工业生产中的有关计算 1 关系式法 多步计算的简捷运算方法 先写出多步反应的化学方程式 然后找出最初反应物和最终生成物之间的物质的量之比 列出关系式 如由硫酸工业反应原理可推算出 理论上1mols完全转化能生成1molh2so4 1molfes2完全转化生成2molh2so4 即s h2so4 fes2 2h2so4 2 元素守恒法 原料中的某一关键元素理论上若全部转化为产物 则两物质中该元素的物质的量相等 1 合成氨 1 反应原理 2 适宜条件 温度 压强 催化剂 用 作催化剂 其他 1 n2和h2的配比为1 2 8 目的是使廉价易得的原料适当过量 以提高 2 循环操作 混合气体通过冷凝器 使nh3 将 分离出来 并将 经循环压缩机再送入合成塔 使其充分反应 3 主要设备 2 氨氧化法制硝酸 1 反应原理 nh3催化氧化 hno3生成 2 尾气吸收 合成氨的流程示意图如下 回答下列问题 1 工业合成氨的原料是氮气和氢气 氮气是从空气中分离出来的 通常使用的两种分离方法是 氢气的来源是水和碳氢化合物 写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 2 设备a中含有电加热器 触媒和热交换器 设备a的名称是 其中发生的化学反应方程式为 3 设备b的名称是 其中m和n是两个通水口 入水口是 填 m 或 n 不宜从相反方向通水的原因是 3 设备b是冷却塔 或冷凝器 冷却塔中下端n为进水口 上端m为出水口 因为高温气体由冷却塔的上端进入 冷却水从下端进入 逆向冷却效果好 4 使用装置c的作用是将液氨与未反应的原料气分离 4 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 将氨分离出来 并将没有反应的n2和h2经过循环压缩机 再送入合成塔 使其被充分利用 2 三废 处理 1 废渣 主要是煤渣和炭黑 可用作肥料的原料和建筑材料 2 废气 主要是h2s so2和co2等有害气体 可用直接氧化法 循环法等回收技术处理 co2可作为生产尿素和碳酸铵的原料 3 废液 主要是含氰化物和氨的污水 处理氰化物主要有生化 化学沉淀 反吹回炉等方法 处理含氨的废水可用蒸馏回收和离子交换等方法 特别提醒 合成氨工业发展的研究方向有两个方面 1 合成氨原料中的氮气来源广泛 扩大氢气原料的来源以降低成本 2 反应过程中的工艺条件常决定于催化剂的性能 研究高效的新型催化剂 以改变反应条件 氨碱法生产纯碱时为什么要把co2通入含氨的饱和食盐溶液中 而不是把nh3通入含co2的饱和食盐溶液中呢 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 食盐和浓硫酸加热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 2 甲装置为煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳的装置 生成的氧化钙与水反应生成氢氧化钙 所以c应为ca oh 2 ca oh 2加入到丁装置 与nh4cl反应生成nh3 则d应为nh3 装置乙中发生反应的化学方程式为nacl nh3 h2o co2 nahco3 nh4cl 3 联合制碱法简化了生产设备 避免了副产物的生成 4 由溶解度曲线可知 碳酸氢钾的溶解度较大 降温过程中不会析出碳酸氢钾晶体 故不能采用此法制碳酸钾 1 索尔维制碱法此法所用的原料为食盐 氨和二氧化碳 生产过程如下 1 盐水的精制 在饱和食盐水中加入熟石灰和纯碱 除去水中的ca2 和mg2 2 盐水氨化 将氨气通入精制盐水中 制成氨盐水 3 该法优点 保留了氨碱法的优点 消除了它的缺点 使食盐的利用率提高到96 nh4cl可作氮肥 可与合成氨厂联合 使合成氨的原料气co转化成co2 消除了caco3制co2这一工序 1 常见化肥 1 几种氮肥的比较 2 常见磷肥 过磷酸钙 普钙 的制备 重钙主要成分是 3 其他肥料 钾肥 如 k2so4等 复合肥 如kno3 kh2po4 等 1 2013 河北衡中模拟 下列使用化肥 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答案b 解析a项中钾肥易溶于水 多雨时易造成化肥的消失 b项中硫铵溶于水呈酸性 易破坏土壤的胶体结构使土