广东省普通高中高中化学学业水平测试 第22讲 化学与资源开发利用讲练.doc

第二十二讲化学与资源开发利用考点概览考纲要求化石燃料知道煤、石油和天然气等综合利用的意义化工生产知道我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况精细化工产品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化肥与农药通过典型事例了解化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势，了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用一、化石燃料1化石燃料：是指古代的动植物被埋在地下，在一定的条件下，经过漫长的时间变化而形成的燃料。主要包括_、_、_。化石燃料属于不可_的能源，开发使用时容易对环境造成污染。 (1)煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，主要含_、_等元素，还含有少量氧、氮、硫等元素，被誉为“工业的粮食”。 (2)石油是由分子中含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃和芳香烃组成的复杂_，平均来说，碳元素和氢元素在石油中的质量分数之和可达97%98%，被誉为“工业的血液”。(3)天然气的主要成分是_，是一种很好的清洁能源，俗称“沼气”或“坑气”。2石油和石油产品的加工。(1)石油的分馏：工业上利用_原理，通过加热和冷凝，把石油分成不同_范围的_的方法叫做石油的分馏，属于_变化。石油的分馏是在_塔里进行的。 石油的分馏主要产物有：气态产物：甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁二烯等。液态产物：溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、重油等。固态产物：凡士林，石蜡，沥青等。(2)石油产品裂化与裂解。裂化：在高温和催化剂条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃_为相对分子质量较小、沸点_的烃的过程，是_变化。裂化的原料为重油，目的是为了提高汽油的产量和质量。如： 裂解：是以直链_和_气为原料在更高温度和催化剂条件下进行的深度裂化。目的是为了提高_等化工原料的_。(3)石油工业对环境污染：主要是低碳_烃对大气的污染。3煤的干馏与深加工。 (1) 煤的干馏：煤的干馏是将煤_空气加强热使其_的过程。干馏是化学变化。煤干馏主要产物有：气态产物：焦炉气(氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等)，作气体燃料和化工原料。焦炉气大部分是甲烷和氢气。液态产物：煤焦油(苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等)、粗氨水、粗苯等，用作医药、合成材料、印染、化肥等工业的原料。固态产物：焦炭，用作工业燃料。(2)煤深加工：主要目的是提高_利用率。煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程。如ch2o(g)_。煤的液化。.将煤与氢气直接作用生成_燃料。.煤间接液化是以煤为原料，先汽化制成合成气(co和h2)，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料(如甲醇)和化学品的过程。 煤的固化：煤与氧化钙在高温下作用生成电石(碳化钙：cac2)用于生产乙炔(c2h2)，再利用乙炔原料制其他有机化工产品和汽油。一、1煤石油天然气再生(1)碳氢(2)混合物(3)甲烷2(1)蒸馏沸点混合物物理分馏(2)断裂较低化学烷烃石油乙烯产量(3)气态3(1)隔绝分解(2)能量coh2液体二、化工生产1硫酸工业。硫酸是化学工业中最重要的产品之一，是许多工业生产所用的重要原料。硫酸曾有“化学工业之母”之称，它的产量在一定程度上标志着一个国家化学工业的发达程度。(1)接触法生产硫酸原理：以硫铁矿为原料生产硫酸三个阶段反应原理和设备。so2的制取和净化。4fes211o2_(沸腾炉)。so2氧化生成so3。_(接触室)。so3吸收和h2so4的生成_(吸收塔)。由于原料气含有很多杂质，在制造so2和so2氧化生成so3过程之间要进行净化。在实际生产时，是用98.3%的_作为so3的吸收剂。 (2)尾气的吸收：工业上一般用氨水吸收so2，用h2so4回收so2同时制硫酸铵，使资源得到充分利用。2nh3so2h2o=_；(nh4)2so3h2so4=_。(3)硫酸用途：硫酸与氨反应生成硫酸铵(肥田粉)，与磷矿石粉反应生成过磷酸钙，每生产一吨硫酸铵要消耗750 kg硫酸。目前化肥工业(主要是磷肥)仍然是硫酸的最大用户，国外化肥用酸约占硫酸总消费的40%，我国化肥工业用酸约占60%。石油工业也需要大量硫酸。(4)对环境的污染：主要是硫的氧化物对大气的污染和矿渣对土壤的污染。2合成氨工业。(1)氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要的方法。氨除了本身可以作为肥料外，它也是进一步制取各种氮肥的原料。由氨制成的氮肥，最重要的是尿素。氨和其他的含氮化合物是生产染料、炸药、医药、合成纤维、塑料等的原料。(2)合成氨的生产方法。原料制取和净化：制备合成氨需要纯净的氢、氮混合气体，氢、氮比约31。以煤、焦炭为原料制备原料气。ch2ocoh2。coh2oco2h2。原料气需要经过净化后才能满足合成氨的要求。氨的合成：氨的合成是一个放热、气体体积缩小的可逆反应。反应方程式：_(合成塔)以铁为主的催化剂的活性温度，一般控制在400500 范围内，压强越大，反应速率也越大。(3)对环境的污染：主要是氮的氢化物_和烧煤产生的_对大气的污染。3纯碱工业。我国化工专家_先生提出了将氨碱法与合成氨生产的改进工艺，即：联合制碱法。第一步：nh3h2oco2=nh4hco3。第二步：nh4hco3nacl=nh4clnahco3 。第三步：2nahco3na2co3h2oco2。即：nacl(饱和)nh3h2oco2=nh4clnahco3 ，2nahco3na2co3h2oco2。碳酸氢钠溶解度比nacl、nh4hco3小，碳酸氢铵与氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠沉淀。nh4cl 单独结晶析出供作氮肥。4氯碱工业。氯碱工业的原料是食盐。盐中的杂质，一般用_除去so，再用_除去ba2、ca2、mg2等杂质，然后用盐酸调节到中性或偏酸性后进行电解。原理：2nacl2h2o2naohh2cl2。对环境的污染：主要产生对水质和大气造成污染的碱性废水和_。二、1(1)2fe2o38so22so2o22so3so3h2o=h2so4浓硫酸(2)(nh4)2so3(nh4)2so4so2 h2o2(2)n23h22nh3(3)nh3so23.侯德榜4氯化钡氢氧化钠、碳酸钠cl2三、精细化工产品1精细化学品及其生产特点。(1)含义：欧美等国把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)；把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品，称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等国则把这两类产品统称为精细化学品。(2)分类：精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。中国精细化学品大体上包括：医药、农药、染料、涂料、颜料、信息技术用化学品(包括感光材料、磁记录材料等)、化学试剂和高纯物质、食品添加剂、饲料添加剂、催化剂、胶粘剂、助剂、表面活性剂等。2肥皂。(1)主要成分：是高级脂肪酸的钠盐或钾盐，溶于水时，电离出rcoo和na或k，rcoo中coo为亲水基，溶于水而不易溶于油；r为亲油基，溶于油而不易溶于水。(2)肥皂的去污原理：分为三步：_：使附着的油污易于分散到水中；_：使油污在水中形成小滴，脱离附着物而悬浮在水中；_：使油污和其他固体污垢更容易被吸附而脱离附着物。(3)肥皂的生产原理。皂化反应：油脂在_催化下的酯_，得到高级脂肪酸的钠盐和甘油的反应。这个反应是制造_流程中的一步，因此而得名。 脂肪和植物油的主要成分是甘油三酯，它们在碱性条件下水解的方程式为： chocorch2ocorch2ocor3naoh3rcoonach2ohchohch2oh.r基可能不同，但生成的rcoona都可以做肥皂。.油酸是不饱和_，由油水解所得。软、硬脂酸都是饱和脂肪酸，由脂肪水解所得。 使用koh水解，得到的肥皂是软的。 盐析：向水解后的溶液中加入氯化钠可以分离出脂肪酸钠，这一过程叫_。高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分。3表面活性剂：指具有表面活性，由_基团和_基团组成的在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的化合物。溶于水后容易电离的基团叫_。能与油类互相吸引、溶解的基团叫_，通常是由石油或油脂组成的长碳链的烃基。表面活性剂根据溶于水后的存在形式可分为_表面活性剂和_表面活性剂。三、2(2)润湿乳化起泡(3)碱水解肥皂脂肪酸盐析3亲油亲水亲水基亲油基离子型非离子型四、化肥与农药1化肥。(1)农作物在生长过程中需要的主要有_等元素，以及需要量很少但不可或缺的微量元素。其中，_，作物可以从空气和土壤里的水中获得；微量元素土壤中大都供给有余。农作物需要量最大的_元素，必须通过人工施肥加以补充。 化肥主要为农作物补充氮、磷和钾三种元素，例如，nh3、nh4no3、ca(h2po4)2h2o和caso4、kcl、k2so4等。与天然肥料(农家肥)相比，化学肥料具有有效成分含量_、作物容易_、肥效_等优点，也有肥效持续时间_、容易引起土壤酸碱性和结构的_等缺点，人们过多食用含化肥的食物对人体有害。 (2)磷肥：主要以_为原料生产。常见的磷肥有：过磷酸钙(主要成分_h2o和_)、钙镁磷肥(主要成分是_和_)；磷肥的主要作用是促进作物根系发达，增强抗寒、抗旱能力，促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满。(3)钾肥：常见钾肥有_、_、_和草木灰。钾肥的主要作用是促进作物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力。(4)氮肥：常见氮肥有_、_、_和碳酸氢铵等。它们大都以_为原料生产。氮肥的主要作用是促进作物的茎叶生长茂盛、叶色浓绿。(5)复合肥：含有_中两种或两种以上的肥料。其肥效更好。2农药。农药的生产和使用已有悠久的历史，大体上可分为利用天然物质、无机农药和有机农药三个阶段。(1)杀虫剂：第一代农药是_；第二代是_农药，效果好，但高毒、高残留，以有机氯、 有机磷、氨基甲酸酯等为代表；第三代农药的特点是_、_、_。混合和交替地使用不同的农药，防止产生抗药性、保护害虫天敌；注意农药使用的安全间隔期；严格按照使用说明(浓度、剂型、适用范围和使用条件等)施用等。同时一定要注意个人防护。(2)杀菌剂：杀菌剂的主要作用是防治农作物的病害，早期使用的杀菌剂是表面杀菌剂，常用_、硫磺、_等；它们不能消除进入植物体内的菌丝，后来人们发明的_性杀菌剂能消除进入植物体内的菌丝。3农药与化肥的使用注意事项。(1)碱性肥料氨水、石灰氮、草木灰等不能与敌百虫、乐果、甲胺磷、速灭威、托布津、井岗霉素、多菌灵、叶蝉散、菊酯类杀虫剂等农药混用，否则会降低药效。(2)碱性农药石硫合剂、波尔多液、松脂合剂等，不能与碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等铵态氮肥和过磷酸钙等化肥混用，否则会使氨挥发损失，降低肥效。(3)含砷的农药，如砷酸钙、砷酸铝等不能与钾盐、钠盐类化肥混用，否则会产生可溶性砷而发生药害。(4)化学肥料不能与微生物农药混用，因为化学肥料挥发性、腐蚀性很强，若与微生物农药如杀螟杆菌、青虫菌等混用，则易杀死微生物，降低防治效果。四、1(1)碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁碳、氧、氢氮、磷和钾高吸收快短变化(2)ca3(po4)2ca(h2po4)2caso4ca3(po4)2mg3(po4)2(3)kclk2so4kno3(4)尿素硫酸铵硝酸铵氨水(5)氮、磷、钾2(1)天然产物和无机物有机合成高效低毒低残留(2)石灰波尔多液内吸收单选题1下列关于石油的说法正确的是()a石油属于可再生矿物能源b石油主要含有碳、氢两种元素c石油的裂化是物理变化d石油分馏的各馏分均是纯净物1解析：石油是不可再生矿物能源；石油的主要成分是烃类物质，含碳、氢两种元素；石油的裂化是化学变化；石油分馏产品是混合物。答案：b2下列过程没有化学变化的是()a煤的气化 b煤的干馏c石油的分馏 d石油的裂化2解析：石油的分馏是个物理变化的过程。答案：c3(2014广东省普通高中学业水平考试)石油有“工业血液”之称。通过石油分馏可以得到的物质是()a汽油 b水煤气c焦炭 d煤焦油3解析：通过石油分馏可以得到汽油、煤油、柴油等，故答案为a。答案：a4下列说法不正确的是()a煤是各种芳香烃组成的混合物b煤燃烧时，会产生大量的so2、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等污染物c煤是由有机化合物和无机化合物所组成的复杂混合物d煤可以分为无烟煤、烟煤、泥煤、裼煤等4解析：煤的干馏产物煤焦油含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但自身不含芳香烃，故a不正确；煤中含有少量s、n等元素，故燃烧产物会出现大量so2、nox和碳氧化物及烟尘。答案：a5(2015广州市第十五中学学业水平模拟考试)下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是()a三者均为可再生能源b天然气的主要成分是甲烷c石油产品中的乙烷和乙烯都能发生加成反应d煤燃烧产生的so2和co2都是造成温室效应的主要原因5解析：三者均为不可再生能源，a错；b显然正确；乙烷不能发生加成反应，c错；so2不是造成温室效应的主要原因，d错；答案为b。答案：b6(2015广州市二中学业水平模拟考试)石油和煤都是重要的化石能源，下列有关石油和煤的叙述正确的是()a都是纯净物 b都含有碳元素c都是可再生能源 d都有固定的沸点6解析：都是混合物，a错；都是不可再生能源，c错；混合物都没有固定的沸点，d错；显然b正确；答案为b。答案：b7下列措施不符合节能减排的是()a大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题b在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水c用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏d用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气7解析：火力发电，必须使用外界的能源，不节能，a项不符；太阳能热水器，使用太阳能是节能的，b项符合；回收石膏是充分利用原子节约的一种表现，c项符合；沼气作燃气是节能的，d项符合。答案：a8石油裂化的主要目的是为了()a提高轻质液体燃料的产量b便于分馏c获得短链不饱和气态烃d提高汽油的质量8解析：石油裂化的主要目的是为提高轻质液体燃料的产量。答案：a9洁净煤技术(clean coal technology，简称cct)的含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。下列措施不属于洁净煤技术的是()a溶剂萃取脱硫法b煤的气化(产物主要为co和h2)c借助高温和催化剂的作用，使煤裂解成小分子的烃类液体燃料d煤的直接燃烧9解析：洁净煤技术涉及四个领域煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理。煤的直接燃烧会产生二氧化硫等污染性气体，故答案为d。答案：d10下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是()a沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化b焙烧硫铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物c生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫d三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收10解析：本题考查硫酸的生产工艺流程原理。沸腾炉中出来的炉气除了含有so2、o2、n2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的氧化反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故a错误。fes2被氧化，氧化产物为so2和fe2o3，故b错误。高温对反应速率有利，但对转化率不利；高压虽然对二者皆有利，但实践证明常压下二氧化硫转化率已经很高，故c错误。用质量分数98.3%的硫酸做吸收剂，可以防止形成酸雾提高三氧化硫的吸收率，故d正确。答案：d11硫酸工业是利用反应2so2o22so3制备so3，该反应为放热反应。温度和压强对so2平衡转化率影响的数据如下表所示：从成本角度考虑，应选用的适宜压强和温度条件是()a0.1 mpa，400 b0.5 mpa，500 c1 mpa，600 d10 mpa，600 11解析：常压条件下进行化学反应，设备经济成本低，600 反应速率大，单位时间产量高。答案：c12化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上，着重考虑综合经济效益。从硫酸工业遵循的科学原理和综合经济效益分析，下列说法不正确的是()a硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区b硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利c硫酸厂生产过程中的污水，含有硫酸等杂质，可用石灰乳中和处理d可利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”来供热和发电12解析：因为硫酸成品的运输比较困难，所以应该靠近消费中心，答案为b。答案：b13下列关于氮气、氢气合成氨的说法中，正确的是()a将氮气、氢气合成氨，必须施加高温、高压、催化剂等反应条件b在氮气、氢气合成氨的化学反应中，催化剂的性能对反应物的温度和压强的高低具有一定的制约作用c现代工业上实施的合成氨属于仿生固氮d将nh3转化为固态化肥nh4cl也属于人工固氮13解析：催化剂是影响化学反应速率外部因素中的主角。催化剂的性能强了，可以适当降低反应物的温度和压强；催化剂的性能弱了，就要适当提高反应物的温度和压强。催化剂固有性能的发挥与温度有直接的关系，温度太高或太低，都会降低催化剂的活性。nh3、nh4cl中的氮都为化合态的氮，不属于氮的固定；答案为b。答案：b14与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是()a提高了原料的原子利用率b降低了生产成本c减少了环境污染d减轻了对设备的腐蚀14解析：联合制碱法的优点是：提高了原料的原子利用率；减少了环境污染；减轻了对设备的腐蚀等。答案：b15制肥皂时，皂化反应后加盐的作用是()a加大溶液密度 b催化作用c与甘油反应 d盐析使肥皂析出15解析：皂化反应后加盐的作用是盐析，使肥皂析出，答案为d。答案：d16关于精细化学产品叙述正确的是()a氯碱工业为精细化学品b塑料、合成纤维、橡胶属于精细化学产品c表面活性剂属于精细化学产品d陶瓷属于精细化学产品16解析：精细化工包括洗涤剂、化妆品、农药、医药、表面活性剂、油田助剂、皮革助剂、生物制品、光信息记录材料、涂料等产品。氯碱工业、塑料、合成纤维、橡胶、陶瓷等都不属于精细化学产品。答案：c17肥皂是一种常用的洗涤剂。下列关于肥皂使用的说法中错误的是()a肥皂对水质要求苛刻在硬水、海水、酸性水中都不宜使用b肥皂不宜在洗衣机中使用c肥皂的碱性较强，对丝绸面料的衣物有很好的洗涤效果d毛织物受到碱的腐蚀其纤维会紧缩使织物变形，故不宜用肥皂洗涤17c18下列有关家庭常用洗涤清洁剂的选择和使用方法错误的是()a家居最好选用无磷、无苯、无荧光增白剂的清洁剂b用洗涤剂清洗餐具后，一定要用清水充分冲洗c清洁剂应单独存放、单独使用，不可混合使用d漂白水、消毒剂一起混合使用， 清洁效果更好18解析：d项错误，洁厕剂与漂白水、消毒剂一起混合使用，可产生一定数量的有毒气体，对人体健康造成伤害。答案：d19下列关于合成洗涤剂的说法不正确的是()a合成洗涤剂分子中含有亲水基和憎水基 b合成洗涤剂不适合在硬水中使用 c合成洗涤剂能造成水体污染，使水质变坏d合成洗涤剂去污能力强19解析：合成洗涤剂分子中含有亲水基和憎水基，去污能力比肥皂强，但其含有的含磷化合物会造成水体污染，使水体富营养化；硬水对合成洗涤剂的使用没有影响(硬水中使用肥皂时会因生成沉淀而降低洗涤效果)，故答案为b。答案：b20下列关于化肥、农药的说法中，正确的是()a农药有毒应该禁止施用农药b磷酸铵(nh4)3po4和氯化钾均属于复合肥料c氯化铵与熟石灰混合、研磨，能闻到刺激性的气味d只观察外观，不能区别硫酸钾与磷矿粉20解析：农药有毒，但对于农业生产起着重要作用，应合理地施用农药，控制农药的过量使用，防止造成污染，而不是禁止使用，a项错误；磷酸铵(nh4)3po4中含有氮元素和磷元素，属于复合肥；氯化钾中含有钾元素，属于钾肥，b项错误；氯化铵属于铵态氮肥，与熟石灰混合、研磨，能闻到刺激性的气味的氨气，c项正确；磷矿粉呈灰白色，碳酸钾呈白色，观察外观，不能区别硫酸钾与磷矿粉，d项错误。答案：c21草木灰是一种农家肥，其主要成分是k2co3，它属于()a钾肥 b磷肥c氮肥 d复合肥21a22荔枝快成熟的时候特别需要磷肥和氮肥，下列符合条件的一种化肥是()anh4no3 bkclcnh4h2po4 dkno322c23农资公司的化肥仓库里有一批失落标签的试剂，已知其中有4种化肥：kclk2co3nh4cl(nh4)2co3。现欲一一鉴别它们，最简便而且效果明显的是用以下的(必要时可以配成溶液)()a熟石灰 b纯碱c烧碱 d石灰石23解析：熟石灰与四种化肥混合的现象不一样：熟石灰与nh4cl、(nh4)2co3有nh3生成。将它们配成溶液后，熟石灰与kcl没有明显现象，与k2co3、(nh4)2co3生成白色沉淀。答案：a24下列说法正确的是()a草木灰可用作钾肥b各种无磷洗衣粉都是天然洗涤用品c天然农药是无毒的，合成农药是有毒的d植物生长调节剂和杀虫剂对农作物的作用相同24解析：草木灰中含大量k2co3，可用作钾肥。答案：a25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ckno3不属于复合肥料d过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用25解析：钾肥易溶于水，多雨时易造成化肥的流失；硫铵溶于水呈酸性，易破坏土壤的胶体结构使土壤板结；kno3含k、n两种元