高考化学一轮复习 第13章 化学与技术（选修）第1讲 化学与工农业生产课件 新人教版.ppt

第十三章化学与技术 选修 第一讲化学与工农业生产 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及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 原料主要有 有色金属冶炼的烟气 石膏等 考点一硫酸工业 知识梳理 黄铁矿 空气 2 生产流程 1 so2的制取 设备 原料为硫黄 原料为黄铁矿 2 so2的催化氧化 设备 3 so3的吸收 设备 沸腾炉 接触室 吸收塔 3 三废的利用 1 尾气吸收 废气中的so2用氨水吸收 生成的 nh4 2so4作化肥 so2循环使用 或so2 nh3 h2o nh4hso3 或2nh4hso3 h2so4 nh4 2so4 2so2 2h2o 2 污水处理 废水可用ca oh 2中和 发生反应为 3 废渣处理 作水泥或用于建筑材料 回收有色金属等综合利用 2015 昆明二检 硫酸是工业生产中最为重要的产品之一 在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸 1 在硫酸工业生产中 我国采用黄铁矿为原料生产so2 反应的化学方程式为 该反应在 填设备名称 中进行 2 下列有关接触法制硫酸的说法中 正确的是 a 二氧化硫的接触氧化在合成塔中发生b 吸收塔得到的是98 3 的浓硫酸c 煅烧含硫48 的黄铁矿时 若fes2损失了2 则s损失2 d 接触室中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高so2的转化率 题组训练 沸腾炉 c 3 科研工作者开发了制备so2 再用电化学原理生产硫酸的方法 装置如图 为了稳定技术生产 硫酸的浓度应维持不变 则通入的so2和水的质量比为 16 29 4 实验测得so2反应生成so3的转化率与温度 压强有关 请根据下表信息 结合工业生产实际 选择最合适的生产条件 400 1个大气压 5 硫酸工厂排放的尾气中 含少量二氧化硫 为防止污染大气 在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用 硫酸工厂排放尾气中的so2通常用足量石灰水吸收 然后再用稀硫酸处理 请写出这种尾气处理方法的优点 写出两点即可 若某硫酸厂每天排放的1万立方米 标准状况 尾气中含0 2 体积分数 的so2 通过上述方法处理 理论上需生石灰 kg 原料生石灰 硫酸价格便宜且容易获得 可得到石膏副产品 产生的 so2含量较高可再利用 任写两点 50 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 考点二合成氨工业 知识梳理 可逆反应 减小 放热 2 条件的选择结合反应的三个特点及实际生产中的动力 材料设备 成本等因素 得出合成氨的适宜条件 1 压强 mpa mpa 2 温度 3 催化剂 4 循环操作 反应混合气通过冷凝器 使氨液化并分离出来 n2 h2再通过循环压缩机送入合成塔 20 50 500 铁触媒 分离液态空气 催化剂中毒 4 三废的利用 废气 主要有h2s so2和co2等 采用直接氧化法 循环法处理 co2作为生产尿素和碳铵的原料 废水 主要含氰化物和氨 分别采用不同的方法处理 废渣 主要含炭黑和煤渣 可作建筑材料或用作制肥料的原料 污水经过一级 二级处理后 还含有少量cu2 hg2 pb2 等重金属离子 可加入沉淀剂使其沉淀 下列物质不能作为沉淀剂的是 双选 a 氨水b 硫化氢气体c 硫酸钠溶液d 纯碱溶液 合成氨的流程示意图如下 题组训练 ac 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 铁触媒和热交换器 设备a的名称是 其中发生的化学反应方程式为 液化 分馏 与碳反应后除去o2 合成 氨 塔 冷却塔 或冷凝器 n 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 将液氨与未反应的原料气分离 13 8 1 原料氨碱法 食盐 氨气 石灰石 经煅烧生成生石灰和二氧化碳 联合制碱法 食盐 氨气 二氧化碳 合成氨厂的废气 考点三工业制纯碱 知识梳理 联合制碱法 在低温条件下 向滤液中加入细粉状的氯化钠 并通入氨气 可以使氯化铵单独结晶沉淀析出 经过滤 洗涤和干燥即得氯化铵产品 此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液 已基本上是氯化钠的饱和溶液 可循环使用 4 综合评价 1 氨碱法 优点 原料 食盐和石灰石 便宜 产品纯碱的纯度高 副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用 制造步骤简单 适合于大规模生产 缺点 原料食盐的利用率低 大约70 74 其余的食盐随cacl2溶液作为废液被抛弃 过程中产生了没多大用途且难以处理的cacl2 2 联合制碱法 使食盐的利用率提高到96 以上 应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱 另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子 同时生产出两种可贵的产品 纯碱和氯化铵 过程中不生成没多大用途 又难以处理的cacl2 减少了对环境的污染 并且大大降低了纯碱和氮肥的成本 充分体现了大规模联合生产的优越性 技术的发展与创新永无止境 我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺 生产流程可简要表示如下 1 向沉淀池中通入co2和氨气 应先通入 填化学式 原因是 题组训练 nh3 co2溶解度较小 而nh3易溶于水 先通nh3有利于co2的吸收 2 沉淀池中发生反应的化学方程式是 3 母液中的溶质主要是 向母液中通氨气或加入细小食盐颗粒 冷却析出副产品 通入氨气的作用是 4 使原料氯化钠的利用率从70 提高到90 以上 主要是因为设计了循环 填 或 物质x是 填化学式 从沉淀池中获取沉淀的操作是 5 写出煅烧炉中发生反应的化学方程式 6 上述流程制得的产品碳酸钠中可能含有的杂质是 填化学式 为检验该杂质的存在 具体实验操作是 nh4cl co2 过滤 nacl 取少量产品溶解 滴加用hno3酸化的agno3溶液 若有白色沉淀产生 说明含有nacl杂质 解析 1 向沉淀池中先通入氨气 使溶液显碱性 有利于co2的吸收 2 母液中的溶质主要是副产品nh4cl 通氨气或加入细小食盐颗粒都可使nh4cl的溶解平衡向结晶方向移动 4 采取循环 操作可提高原料nacl的利用率 1 化肥 1 氮肥 考点四化肥 农药和肥皂 知识梳理 kh2po4 硫酸铜 生石灰 高级脂肪酸 化学肥料在农业生产中发挥了重要的作用 回答下列问题 1 写出一种铵态氮肥的化学式 实际生产中 铵态氮肥不能与磷肥 如ca3 po4 2 混合使用 原因是 2 硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合 工业合氨是一个放热反应 因此低温有利于提高原料的转化率 但实际生产中却采用400 500 的高温 其原因是 工业生产 以氨气为原料合成硝酸 写出工业生产硝酸的最后一步反应的化学方程式 题组训练 nh4cl 铵态氮肥水解显酸性 磷肥水解 显碱性 导致铵态氮以氨气形式逸出 提高反应速率 解析 1 铵态氮肥很多 如氯化铵 硫酸铵 碳酸铵等 铵态氮肥与磷肥在土壤环境中会发生相互促进的水解反应 导致肥效降低 2 高温尽管不利于氨的生成 但可以提高反应速率 用氨气合成硝酸经过了氨气