高考化学二轮复习 18 化学与技术考点研习课件.ppt

专题八化学与技术 1 考查内容 对本专题的考查 一般为选考 考查题型为非选择题综合考查 考查内容一般为化学反应原理在工业生产中的应用 化学与材料的开发和制造 化学生产工艺的分析和改进 绿色化学问题等 2 能力层级 高考试题对本专题的考查为理解层级 试题难度中等 1 热点预测 本专题的考查相对稳定 仍将选取某一考点以填空和简答的形式进行综合考查 2 趋势分析 分析近两年的高考试题 可以发现主要的命题载体是重要的化工工艺 如金属铝的冶炼 氯碱工业 钢铁工业及硫酸工业等 设题重点在工艺流程 工艺原理及化工生产中应该注意的一些问题 预计2013年高考将以化学知识和新材料 新能源 工农业生产及钢铁炼制 环境保护等联系起来进行考查的可能性较大 题目难度仍会保持在2012年的水平 例1 2011年高考山东卷 水处理技术在生产 生活中应用广泛 1 含有较多 离子的水称为硬水 硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为 写出一个即可 2 将rh型阳离子交换树脂和roh型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水 应先使硬水通过 填 rh 或 roh 型离子交换树脂 原因是 3 通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留 从而获得纯净水的方法称为 电渗析法净化水时 使离子通过半透膜的推动力是 4 检验蒸馏水的纯度时 最简单易行的方法是测定水的 2 软化硬水时 应先使硬水通过rh型离子交换树脂 若让水先通过roh型交换树脂会产生mg oh 2等沉淀而影响树脂交换结果 3 通过压力使水分子通过半透膜而获得纯净水的方法称为反渗透法 电渗析法的推动力是电压 4 检验蒸馏水的纯度时 最简单易行的方法是测定水的电导率 或电阻率 2 rh先通过阴离子交换树脂可能产生mg oh 2等沉淀而影响树脂交换效果 3 反渗透法电势差 或电场力 4 电导率 或电阻率 1 水的净化与污水处理 2 海水的综合利用 3 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一个碳原子的化合物 如一氧化碳 甲烷 甲醇等 为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学 4 石油加工及其应用 1 2012年高考山东卷 石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备 1 石油分馏时 在不断向 填工业设备名称 内投放原料的同时获得产品 该过程为 操作过程 2 石油裂化分为热裂化 和加氢裂化 裂化的目的是提高 的产量 3 煤的洗选是为了降低原煤中灰分和 的含量 煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒 并使全部煤炭颗粒 进行燃烧的过程 4 煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和 存在下与 作用生成液体燃料的过程 解析 1 石油的分馏是在分馏塔中进行的 该过程为连续操作过程 2 石油裂化分为热裂化 催化裂化和加氢裂化 裂化的目的是提高轻质燃料油 或汽油 的产量 3 煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫的含量 煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒 并使全部煤炭颗粒浮动进行燃烧的过程 4 煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下 使煤与氢气作用生成液体燃料的过程 答案 1 分馏塔连续 2 催化裂化轻质燃料油 或汽油 3 硫 或s 浮动 4 催化剂氢气 或h2 化学与工农业生产 例2 2012年海口模拟 近年来世界各地的火山频繁爆发 给人们的生活带来了不同程度的影响 但是火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸 某企业用如图所示的工艺流程利用硫黄来生产硫酸 请回答下列问题 1 与以硫铁矿为原料的生产工艺相比 该工艺的特点是 可多选 a 耗氧量减少b 二氧化硫的转化率提高c 产生的废渣减少d 不需要使用氧化剂 为使硫黄充分燃烧 经流量计1通入燃烧室的氧气过量50 为提高so2转化率 经流量计2通入的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2 5倍 则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比为 假设接触室中so2的转化率为95 b管排出的尾气中so2的体积分数为 空气中氧气的体积分数按0 2计 该尾气的处理方法是 2 硫酸的用途非常广泛 可应用于下列哪些方面 可多选 a 橡胶的硫化b 表面活性剂 烷基苯磺酸钠 的合成c 铅蓄电池的生产d 过磷酸钙的制备 3 矿物燃料的燃烧是产生大气中so2的主要原因之一 在燃煤中加入适量的石灰石 可有效减少煤燃烧时so2的排放 请写出此脱硫过程中反应的化学方程式 解析 1 两种方法的不同在于第一步反应 的不同 由化学方程式可看出生成等量的so2用硫铁矿反应耗氧量多 产生的废物也多 流量计1通入氧气的作用是与硫黄发生反应生成so2 流量计2通入氧气的作用是与so2反应生成so3 设有1mol硫黄 则在燃烧室中消耗氧气1mol 生成1molso2 实际通入氧气为1 5mol 则空气为7 5mol 在接触室中1molso2理论消耗0 5molo2 则需通入接触室中的o2为1 25mol 空气为6 25mol 故流经流量计1与流量计2中的空气体积比为7 5 6 25 6 5 so2的转化率为95 消耗0 475mol的o2 剩余0 05molso2 则so2的体积分数为 0 05 7 5 6 25 1 0 475 0 05 100 0 4 用氨水吸收尾气中低浓度的so2生成亚硫酸氢铵 最终用做化肥 2 b项中有磺酸基的引入与硫酸有关 c项中硫酸做蓄电池的电解质溶液 d项中过磷酸钙可由硫酸分解磷矿直接制得 1 硫酸工业生产流程 2 化学原理在化工生产中的应用 以工业制硫酸为例 1 增大反应速率的措施 升高温度 使用催化剂 增大接触面积 在沸腾炉中原料燃烧时 将原料粉碎 增大与空气的接触面积 2 逆流原理的应用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 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 3 热交换原理的应用是放热反应 在接触室内使用热交换器 用反应后热的气体预热接触室的原料气 达到节约能源 降低生产成本的目的 4 循环操作原理的应用由于是可逆反应 尾气中还有一定的so2和o2 再通过一定措施将这部分气体送回接触室 提高原料利用率 同时减少废气排放 3 合成氨工业 1 适宜条件 压强 一般采用10 30mpa温度 400 500 催化剂活性最大 催化剂 铁触媒 2 生产流程 4 绿色化学与可持续发展 1 含义 原料中所有的原子全部转化为产品中的原子 实现零排放 2 原则原料 无毒 无害 可再生 过程 实现零排放 3 工艺 四化 原料绿色化 催化剂绿色化 溶剂绿色化 产品绿色化 4 中学化学中涉及到的化工生产知识渗透了绿色化学的观点 具体体现在以下几个方面 节省能源 提高原料转化率和利用率 例如在合成氨工业 硝酸工业 接触法制硫酸 联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作 体现了绿色化学中节省能源的基本原理 尾气回收和处理以防止或减少环境污染 例如 氨氧化法制硝酸 接触法制硫酸 炼钢 炼铁等均要有尾气处理或吸收装置 设计新的化学反应条件 降低对人类健康和环境的危害 减少废弃物的产生和排放 例如无氰电镀 由乙炔制乙醛工业生产中使用非汞催化剂 2 2011年高考海南卷 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 解析 1 食盐和浓硫酸反应可制取挥发性hcl na2so4 caco3和c在高温下反应 其中一种产物为cas 说明该反应为氧化还原反应 反应的产物中应有co气体 2 由工艺流程图可知 nh4cl应与ca oh 2反应生成cacl2并产生nh3 nh3通入nacl溶液中 d为nh3 乙中发生反应为nh3 co2 nacl h2o nahco3 nh4cl 3 联合制碱法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可做氮肥 可与合成氨厂联合 使合成氨的原料气co转化成co2 去除了caco3制co2这一工序 4 不可行 由溶解度 s 随温度变化曲线可知 nahco3的溶解度较小且受温度的影响不大 khco3的溶解度较大且受温度的影响较大 并且khco3的溶解度与nh4cl相差不大 故不能用氨碱法制碳酸钾 答案 2 ca oh 2nh3 nh3 co2 nacl h2o nahco3 nh4cl 3 4 见解析 例3 2012年高考新课标全国卷 由黄铜矿 主要成分是cufes2 炼制精铜的工艺流程示意图如下 1 在反射炉中 把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000 左右 黄铜矿与空气反应生成cu和fe的低价硫化物 且部分fe的硫化物转变为低价氧化物 该过程中两个主要反应的化学方程式分别是 反射炉内生成炉渣的主要成分是 2 冰铜 cu2s和fes互相熔合而成 含cu量为20 50 转炉中 将冰铜加熔剂 石英砂 在1200 左右吹入空气进行吹炼 冰铜中的cu2s被氧化为cu2o 生成的cu2o与cu2s反应 生成含cu量约为98 5 的粗铜 该过程发生反应的化学方程式分别是 3 粗铜的电解精炼如下图所示 在粗铜的电解过程中 粗铜板应是图中电极 填图中的字母 在电极d上发生的电极反应式为 若粗铜中还含有au ag fe 它们在电解槽中的存在形式和位置为 解析 解决此题的关键是根据题目的要求 写出有关反应的反应物和生成物 1 明确黄铜矿与o2反应 生成的低价硫化物为fes cu2s 根据氧化还原反应中化合价的升降规律 必然s元素被氧化为so2 反应方 3 电解精炼时 粗铜作阳极 精铜作阴极 cuso4作电解液 比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液 不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来 1 无机非金属材料 2 有机高分子材料 3 金属材料 1 常见金属的冶炼 2 金属的腐蚀和防护 金属的电化学腐蚀 腐蚀的主要原因 不同金属或不纯金属与电解质溶液接触 因发生原电池反应 比较活泼金属失电子而被氧化 发生电化学腐蚀 如钢铁在潮湿空气中发生的电化学腐蚀有析氢腐蚀和吸氧腐蚀 金属腐蚀的防护方法常用方法有 金属表面覆盖保护层法 改变金属的内部结构法 电化学保护法 3 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成 1 酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成 反应有大量热放出 为防止温度过高 应向已有苯酚的反应釜中 加入甲醛 且反应釜应装有 装置 2 玻璃纤维由玻璃拉丝得到 普通玻璃是由石英砂 和石灰石 或长石 高温熔融而成 主要反应的化学方程式为 3 玻璃钢中玻璃纤维的作用是 玻璃钢具有 等优异性能 写出两点即可 4 下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是 a 深埋b 粉碎后用作树脂填料c 用作燃料d 用有机溶剂将其溶解 回收树脂解析 1 为防止反应温度过高 应向已有苯酚的反应釜中缓慢加入甲醛 且反应釜应装有冷却装置 2 普通玻璃是由石英砂 纯碱和石灰石高温熔融而成 主要反应的化学方程式为 3 玻璃钢属于复合材料 玻璃纤维的作用是增强体 酚醛树脂是基体 玻璃钢具有强度高 耐腐蚀等优异性能 4 热固性酚醛塑料不易燃烧 不能被有机溶剂溶解 处理时应粉碎后用作树脂填料 答案 1 缓慢冷却 2 纯碱 3 增强作用 或骨架作用 密度小 抗冲击 绝缘性好 强度高 耐腐蚀 答对两条即可 4 b 1 不能准确辨析 近似词语 1 分馏和干馏的本质区别分馏是对石油固有的成分的分离 是物理变化 干馏是对煤隔绝空气强热分解得到新产物 是化学变化 2 煤和木炭 焦炭组成不同煤是以碳元素为主的复杂有机物和无机物组成的混合物 而木炭 焦炭的成分就是碳单质 3 天然气和焦炉气不同 天然气是一种化石燃料 它蕴藏在地层内 从气井上开采的可燃性气体 其含有ch4 c2h6 c3h8等小分子烷烃 主要成分是ch4 它既是一种重要的能源 又是一种重要的工业资源 焦炉气是煤干馏所得产物之一 其主要成分是h2 ch4 co c2h4等 它也是重要的气体燃料和化工原料 2 实际工业生产中的知识盲点 1 氯碱工业中常用阳离子交换膜 它具有选择性 只允许钠离子透过 而氯离子 氢氧根离子和气体不能透过 2 海水提镁时将氢氧化镁转化成氯化镁晶体烘干脱水时要在氯化氢气流中进行 防止镁离子水解 3 水的净化是除去水中的悬浮物 而硬水软化是为了除去水中的钙 镁离子 消毒是为了除去水中的细菌 4 石油裂化的目的是为了提高轻质燃料 汽油 煤油和柴油等 的产量 特别是提高汽油的产量 裂解是采用更高