高三化学一轮复习精品课件-选修23化学与工农业生产

1、第3章 化学与工农业生产 1.1.了解化学在水处理中的应用。了解化学在水处理中的应用。2.2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认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农业发展的重大意义。识催化剂的研制对促进化学工农业发展的重大意义。3.3.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。用。4.4.了解化学肥料、农药等在工农业生产中的作用。了解化学肥料、农药等在工农业生产中的作用。一、海水淡化与现代水处理技术一、海水淡化与现代水处理技术1.1.海水淡化的方法海水淡化的方法(1)

2、(1)蒸馏法：将水加热至蒸馏法：将水加热至105 105 蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法。得到蒸馏水的方法。(2)(2)电渗析法：利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选电渗析法：利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。移到另一部分海水中使海水淡化的方法。2 2纯水的制造方法纯水的制造方法(1)(1)离子交换法软化硬水。离子交换法软化硬水。概念：使离子交换树脂上的离子与水中的离子进行交换，概念：使离子交换树脂上的离子与

3、水中的离子进行交换，以除去水中阴、阳离子的方法。以除去水中阴、阳离子的方法。交换原理：交换原理：阳离子交换树脂：阳离子交换树脂：_阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：_树脂的再生：交换完后的树脂用树脂的再生：交换完后的树脂用_处理重新恢复交换处理重新恢复交换能力的过程。能力的过程。 mROH+YmROH+Ym m R Rm mY+mOHY+mOH nHR+MnHR+Mn n+ + MR MRn n+nH+nH+ + 酸或碱酸或碱(2)(2)膜分离法。膜分离法。膜分膜分离法离法电渗析电渗析( (见海水淡化见海水淡化) )反渗透反渗透渗透压：当渗透过的水使溶液液面逐渐升渗透压：当渗透过的水使溶液液面逐

4、渐升 高到一定高度、所产生的压强能抵消水高到一定高度、所产生的压强能抵消水 的渗透作用时，这个压强称为渗透压。的渗透作用时，这个压强称为渗透压。除盐原理：在含盐量高的溶液一侧外加压除盐原理：在含盐量高的溶液一侧外加压 力，可以迫使水向相反的方向渗透，力，可以迫使水向相反的方向渗透， 将将水从浓溶液中排出而使盐分留下。水从浓溶液中排出而使盐分留下。3 3污水处理污水处理(1)(1)基本流程。基本流程。(2)(2)污水处理的方法。污水处理的方法。含含 义义操操 作作物理法物理法 主要是利用物理原理和机械作主要是利用物理原理和机械作用对废水进行治理用对废水进行治理 沉淀、均衡调节、沉淀、均衡调节、过

5、滤、离心分离等过滤、离心分离等 物理化物理化学法学法 通过物理化学过程来除去污染通过物理化学过程来除去污染物的方法物的方法 吸附、浮选、反渗吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过透、电渗析、超过滤、超吸附等滤、超吸附等 化学法化学法 通过施用化学药剂或采用其他通过施用化学药剂或采用其他化学手段进行废水处理的方法化学手段进行废水处理的方法 中和法、氧化法、中和法、氧化法、还原法、离子交换还原法、离子交换法等法等 生物化生物化学法学法 利用微生物作用，除去废水中利用微生物作用，除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法的溶胶物质及有机物质的方法 活性污泥法、生物活性污泥法、生物滤池法、厌气处理滤池法、厌气处理

6、法等法等 二、合成氨二、合成氨1.1.反应原理反应原理_(_(放热反应放热反应) )N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) 高温、高压高温、高压催化剂催化剂2.2.基本生产过程基本生产过程(1)(1)造气。造气。N N2 2H H2 2主要来源于主要来源于H H2 2O O和碳氢化合物，相关化学反应如下：和碳氢化合物，相关化学反应如下：C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2CO+HCO+H2 2O=COO=CO2 2+H+H2 2CHCH4 4+H+H2 2O=CO+3HO=CO+3H2 2CHCH4 4+2H+2H2 2O=COO=

7、CO2 2+4H+4H2 2高温高温=高温高温催化剂催化剂高温高温催化剂催化剂高温高温催化剂催化剂(2)(2)净化。净化。原料气中的主要杂质：原料气中的主要杂质：H H2 2S S、COCO、COCO2 2、O O2 2等。等。主要危害：某些杂质会导致主要危害：某些杂质会导致_。净化方法净化方法a.a.用氨水吸收用氨水吸收H H2 2S S：_b.COb.CO转化为转化为COCO2 2：CO+HCO+H2 2O=COO=CO2 2+H+H2 2c.c.用用K K2 2COCO3 3溶液吸收溶液吸收COCO2 2：_d.d.用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。

8、催化剂中毒催化剂中毒NHNH3 3HH2 2O+HO+H2 2S=NHS=NH4 4HS+HHS+H2 2O OFeFe2 2O O3 3高温高温K K2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2KHCOO=2KHCO3 3(3)(3)合成。合成。 3. 3.催化剂的开发利用和合成氨的发展前景催化剂的开发利用和合成氨的发展前景(1)(1)催化剂在化工生产中的作用。催化剂在化工生产中的作用。作用作用注意事项注意事项 (2)(2)合成氨的发展前景。合成氨的发展前景。寻找较低温度下合成氨的催化剂。寻找较低温度下合成氨的催化剂。研制出能承受高压且廉价的新材料。研制出能承受高压且廉价的新材

9、料。人工模拟生物固氮。人工模拟生物固氮。a.b.改变化学反应速率使化学反应更有针对性和选择性a.b.要选择适宜的活性温度要避免因某些杂质致使催化剂中毒三、化肥、农药在农业生产中的作用三、化肥、农药在农业生产中的作用1.1.常见化肥的种类、用途和使用注意事项常见化肥的种类、用途和使用注意事项实实 例例作作 用用使用注意事项使用注意事项 氮肥氮肥 尿素尿素CO(NHCO(NH2 2) )2 2、碳酸氢铵碳酸氢铵(NH(NH4 4HCOHCO3 3) )、氨水氨水(NH(NH3 3HH2 2O)O)、硝酸铵等硝酸铵等氮是合成蛋白氮是合成蛋白质、核酸、叶质、核酸、叶绿素的重要元绿素的重要元素，可使植物

10、素，可使植物枝繁叶茂枝繁叶茂 铵态氮肥不宜铵态氮肥不宜与与_等碱等碱性肥料混合施性肥料混合施用用 草木灰草木灰实实 例例作作 用用使用注意事项使用注意事项 磷肥磷肥 重过磷酸钙重过磷酸钙_、过磷酸钙过磷酸钙主要成分是主要成分是_、钙镁磷肥、钙镁磷肥主要成分是主要成分是CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2和和MgMg3 3(PO(PO4 4) )2 2等等 可使作物根系可使作物根系发达，增强耐发达，增强耐寒抗旱能力，寒抗旱能力，穗粒增多，籽穗粒增多，籽粒饱满粒饱满 不宜与碱性肥不宜与碱性肥料混合施用，料混合施用，最好与农家杂最好与农家杂肥配合施用肥配合施用 Ca(HCa(H2 2POPO

11、4 4) )2 2Ca(HCa(H2 2POPO4 4) )2 2HH2 2O O和和CaSOCaSO4 4实实 例例作作 用用使用注意事项使用注意事项 钾肥钾肥 KClKCl、K K2 2SOSO4 4、K K2 2COCO3 3 促进作物生长，促进作物生长，增强抗病虫害和增强抗病虫害和抗倒伏能力抗倒伏能力 _，不，不宜在多雨季节宜在多雨季节施用施用 复合肥复合肥 KNOKNO3 3、(NH(NH4 4) )2 2HPOHPO4 4、NHNH4 4H H2 2POPO4 4 协同作用，使作协同作用，使作物生长营养均衡，物生长营养均衡，提高效能提高效能 K K2 2SOSO4 4、(NH(NH

12、4 4) )2 2SOSO4 4的大的大量长期施用会量长期施用会造成土壤板结、造成土壤板结、土质酸化土质酸化 易溶于水易溶于水2.2.农药农药农作物的保护神农作物的保护神(1)(1)分类。分类。分类分类按成分按成分第一代农药：天然产物和无机物第一代农药：天然产物和无机物第二代农药：有机氯、有机磷、氨基甲酸第二代农药：有机氯、有机磷、氨基甲酸 酯等酯等第三代农药：拟除虫菊酯和特异性农药第三代农药：拟除虫菊酯和特异性农药按用途按用途杀虫剂：如第二、三代农药杀虫剂：如第二、三代农药杀菌剂：如第一代农药杀菌剂：如第一代农药_、_等等除草剂：如除草剂：如2 2，4-D4-D等等植物生长调节剂：如乙烯、乙

13、烯利等植物生长调节剂：如乙烯、乙烯利等石硫合剂石硫合剂波尔波尔多液多液(2)(2)农药对土壤和环境造成的不良影响。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；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。破坏生物链，影响生态平衡。四、精细化工产品四、精细化工产品1.1.精细化学品的种类：医药、农药、染料和颜料、涂料、黏精细化学品的种类：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、合剂、表面活性剂、催化剂、食品和饲料添加剂，以及

14、塑料、合成纤维和橡胶用的添加剂等。合成纤维和橡胶用的添加剂等。2.2.精细化学品的生产特点精细化学品的生产特点(1)(1)多品种小批量；多品种小批量；(2)(2)生产流程和设备复杂、综合性和功能性强；生产流程和设备复杂、综合性和功能性强；(3)(3)技术密集、附加值高。技术密集、附加值高。 硬水软化的化学方法和原理硬水软化的化学方法和原理1 1加热法加热法该方法主要软化钙、镁离子的碳酸氢盐所引起的硬度，其原该方法主要软化钙、镁离子的碳酸氢盐所引起的硬度，其原理如下：理如下：(1)Ca(HCO(1)Ca(HCO3 3) )2 2 CaCO CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O(2

15、)Mg(HCO(2)Mg(HCO3 3) )2 2 MgCO MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O，继续煮沸时，继续煮沸时，MgCOMgCO3 3可转化为更难溶的可转化为更难溶的Mg(OH)Mg(OH)2 2：MgCOMgCO3 3+H+H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2+CO+CO2 2。水垢的主要成分是：水垢的主要成分是：CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2。= 2. 2.药剂法药剂法( (石灰纯碱法石灰纯碱法) )反应原理：反应原理：(1)Ca(HCO(1)Ca(HCO3 3) )2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2CaCO=2Ca

16、CO3 3+2H+2H2 2O OMg(HCOMg(HCO3 3) )2 2+2Ca(OH)+2Ca(OH)2 2=2CaCO=2CaCO3 3+Mg(OH)+Mg(OH)2 2+2H+2H2 2O OMgSOMgSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaSO+CaSO4 4(2)Ca(2)Ca2+2+CO+CO3 32-2-=CaCO=CaCO3 3 3.3.离子交换法离子交换法利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用离子交换利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用离子交换树脂作离子交换剂，其软化硬水和再生的过程如图所示：树脂作离子交换剂，其

17、软化硬水和再生的过程如图所示：【高考警示钟【高考警示钟】(1)(1)水垢的主要成分是水垢的主要成分是CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2，不是，不是CaCOCaCO3 3和和MgCOMgCO3 3，原因是原因是Mg(OH)Mg(OH)2 2的溶解度小于的溶解度小于MgCOMgCO3 3的溶解度，加热煮沸和石灰的溶解度，加热煮沸和石灰纯碱法除去纯碱法除去MgMg2+2+时都转化为更难溶的时都转化为更难溶的Mg(OH)Mg(OH)2 2。(2)(2)石灰纯碱法软化后的硬水，仍然会有一定的硬度，原因是石灰纯碱法软化后的硬水，仍然会有一定的硬度，原因是生成的钙镁化合物仍然有一定的溶

18、解度。生成的钙镁化合物仍然有一定的溶解度。(3)(3)鉴别硬水和软水可利用肥皂水，加肥皂水硬水会产生较多鉴别硬水和软水可利用肥皂水，加肥皂水硬水会产生较多的沉淀，软水会产生较多的泡沫。的沉淀，软水会产生较多的泡沫。(4)(4)离子交换树脂不只有阳离子交换树脂，也有阴离子交换树离子交换树脂不只有阳离子交换树脂，也有阴离子交换树脂。脂。【典例【典例1 1】(2011(2011山东高考山东高考) )水处理技术在生产、生活中应用水处理技术在生产、生活中应用广泛。广泛。(1)(1)含有较多含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为：盐沉淀的离子

19、方程式为：_(_(写一个即可写一个即可) )。(2)(2)将将RHRH型阳离子交换树脂和型阳离子交换树脂和ROHROH型阴离子交换树脂串接来软型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应该先使硬水通过化天然硬水，应该先使硬水通过_(_(填填“RH”RH”或或“ROH”)ROH”)型离子交换树脂，原因是型离子交换树脂，原因是_。(3)(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电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。(4)(4

20、)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的_。【解题指南【解题指南】解答本题时注意如下三点：解答本题时注意如下三点：(1)(1)硬水应先通过硬水应先通过“RH” RH” ，再通过，再通过“ROH”ROH”，防止生成，防止生成Mg(OH)Mg(OH)2 2影响交换效果；影响交换效果；(2)(2)电渗析法净化水时使离子通过半透膜的推动力是电势差电渗析法净化水时使离子通过半透膜的推动力是电势差( (或电场力或电场力) )。(3)(3)水是一种极弱的电解质，纯度越高电导率越小或电阻率越水是一种极弱的电解质，纯度越高电导率越小或电阻率越大。大。【解析【

21、解析】(1)(1)含有较多的钙、镁离子的水称为硬水；加热硬水含有较多的钙、镁离子的水称为硬水；加热硬水产生碳酸盐的化学方程式为产生碳酸盐的化学方程式为Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCO CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O；Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgCO MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O，故离子方程式为，故离子方程式为CaCa2+2+2HCO+2HCO3 3- - CaCO CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O；MgMg2+2+2HCO+2HCO3 3- - MgCO MgCO3 3+CO+CO2 2+

22、H+H2 2O O。=(2)(2)先通过阳离子交换树脂先通过阳离子交换树脂RH RH ，因溶液中镁离子易与，因溶液中镁离子易与ROHROH型阴型阴离子交换树脂反应生成离子交换树脂反应生成Mg(OH)Mg(OH)2 2 影响交换效果。影响交换效果。(3)(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，获得纯净水的方法称为反渗透法。电渗析法净化水时，截留，获得纯净水的方法称为反渗透法。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是电势差使离子通过半透膜的推动力是电势差( (或电场力或电场力) )。(4)(4)水越纯，电导率越小或电阻率越

23、大，可用于测定水的纯度。水越纯，电导率越小或电阻率越大，可用于测定水的纯度。答案：答案：(1)(1)钙、镁钙、镁 CaCa2+2+2HCO+2HCO3 3- - CaCO CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O( (或或MgMg2+2+2HCO+2HCO3 3- - MgCO MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O)O)(2)RH (2)RH 先通过阴离子交换树脂可能产生先通过阴离子交换树脂可能产生 Mg(OH)Mg(OH)2 2等沉淀而影等沉淀而影响树脂交换效果响树脂交换效果(3)(3)反渗透法反渗透法 电势差电势差( (或电场力或电场力) )(4)(4)电导率或电阻

24、率电导率或电阻率=【互动探究【互动探究】(1)(1)用蒸馏的方法可得到软水吗？用蒸馏的方法可得到软水吗？提示：提示：可以，水中钙、镁的化合物难挥发，水蒸气冷凝得到可以，水中钙、镁的化合物难挥发，水蒸气冷凝得到的水属于软水。的水属于软水。(2)(2)用用RHRH型阳离子交换树脂软化后的硬水，型阳离子交换树脂软化后的硬水，pHpH会发生什么变化？会发生什么变化？只用只用RHRH阳离子交换树脂软化的水可用于工农业生产吗？阳离子交换树脂软化的水可用于工农业生产吗？提示：提示：水的水的pHpH会减小，酸性增强，不能直接应用于工农业生会减小，酸性增强，不能直接应用于工农业生产。产。 工业合成氨反应条件的选

25、择工业合成氨反应条件的选择在合成氨的工业生产中，要综合考虑原料来源、动力、设备在合成氨的工业生产中，要综合考虑原料来源、动力、设备等因素，控制适宜的反应条件，以取得最佳经济效益。等因素，控制适宜的反应条件，以取得最佳经济效益。1 1温度温度升高温度升高温度化学反应速率增大化学反应速率增大平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动采取适宜的温度采取适宜的温度催化剂在催化剂在500500时活性最高时活性最高400400500500。2 2压强压强增大压强增大压强化学反应速率增大化学反应速率增大平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动压强越大越好，但受动压强越大越好，但受动力、材料、设备限制力、材料、

26、设备限制101030 MPa30 MPa。3 3催化剂：加快反应速率但不影响平衡，提高单位时间氨的催化剂：加快反应速率但不影响平衡，提高单位时间氨的产量，目前工业上以铁触媒为催化剂。产量，目前工业上以铁触媒为催化剂。4 4循环操作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，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，并将没有完全反应的使氨液化，将氨分离出来，并将没有完全反应的N N2 2和和H H2 2经过循经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。【高考警示钟【高考警示钟】(1)(1)使用催化剂不

27、影响氨的产率，但能提高单位时间内氨的产使用催化剂不影响氨的产率，但能提高单位时间内氨的产量。催化剂对反应有选择性，容易误认为一定的催化剂对所量。催化剂对反应有选择性，容易误认为一定的催化剂对所有反应都有催化作用。有反应都有催化作用。(2)(2)温度的选择，兼顾三个方面：反应速率、氨的产率、催化温度的选择，兼顾三个方面：反应速率、氨的产率、催化剂活性。容易漏答。剂活性。容易漏答。(3)(3)易误认为压强不能过大的原因是考虑反应速率或氨的产率，易误认为压强不能过大的原因是考虑反应速率或氨的产率，实际上是从生产成本上考虑的。实际上是从生产成本上考虑的。【典例【典例2 2】(2012(2012太原模拟

28、太原模拟) )合成氨是人类科学技术上的一项合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。如图是工业上合成氨气的主要步骤部分。重大突破。如图是工业上合成氨气的主要步骤部分。( (部分转部分转化步骤及生成物图中已省略化步骤及生成物图中已省略) )。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)(1)上图制备氢气的方法是上图制备氢气的方法是( (用化学方程式表示用化学方程式表示)_)_；(2)(2)实际生产过程中，为了使生成的氨从混合气体中分离出来，实际生产过程中，为了使生成的氨从混合气体中分离出来，常采用的方法是常采用的方法是_；(3)(3)原料气进入合成塔之前必须进行净化，目的是原料气进入合成塔之前必须进行净化

29、，目的是_。上述流程中除去上述流程中除去H H2 2S S杂质所用的试剂是杂质所用的试剂是_( (填化学式填化学式) )，转化，转化COCO的化学方程式是的化学方程式是_；(4)(4)合成氨工业中能体现节能的操作是合成氨工业中能体现节能的操作是_(_(填一种填一种) )；(5)(5)设设CHCH4 4同时和同时和H H2 2O(g)O(g)及及O O2 2(g)(g)反应，若反应，若CHCH4 4和和H H2 2O(g)O(g)及富氧空及富氧空气气(O(O2 2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同含量较高，不同富氧空气氧气含量不同) )混合反应，产混合反应，产物气体组成如表：物气体组成如表：该富

30、氧空气中该富氧空气中O O2 2和和N N2 2的体积比为的体积比为_。气体气体COCOH H2 2N N2 2O O2 2体积体积(L)(L)2525606015152.52.5【解题指南【解题指南】解答本题时注意以下两点：解答本题时注意以下两点：(1)(1)氨气属于氨气属于“易液化易液化”的气体；的气体；(2)(2)注意注意(5)(5)中表格中的物质仅有中表格中的物质仅有“COCO、H H2 2、N N2 2、O O2 2”。【解析【解析】(1)(1)制备氢气的反应物是水蒸气和甲烷，根据框图可制备氢气的反应物是水蒸气和甲烷，根据框图可知，其产物为知，其产物为COCO和和H H2 2，故反应

31、的化学方程式为：，故反应的化学方程式为：CHCH4 4H H2 2O=COO=CO3H3H2 2。(2)(2)氨气易液化，常采用液化的方法分离出氨气。氨气易液化，常采用液化的方法分离出氨气。(3)(3)由框图可知，原料气中含有由框图可知，原料气中含有H H2 2S S，H H2 2S S能使催化剂中毒。能使催化剂中毒。H H2 2S S是一种酸性气体，常用是一种酸性气体，常用NHNH3 3H H2 2O O吸收。转化吸收。转化COCO的方法是利用水的方法是利用水蒸气，故化学方程式为蒸气，故化学方程式为CO+HCO+H2 2O=COO=CO2 2+H+H2 2。(4)(4)合成氨是放热反应，可利

32、用其放出的热量加热原料气而节合成氨是放热反应，可利用其放出的热量加热原料气而节约能量。约能量。催化剂催化剂高温高温高温高温催化剂催化剂(5)(5)根据题意可知：甲烷与水蒸气反应和甲烷与根据题意可知：甲烷与水蒸气反应和甲烷与O O2 2反应的产物反应的产物仅有仅有COCO和和H H2 2，由，由CHCH4 4+H+H2 2O=CO+3HO=CO+3H2 2；2CH2CH4 4+O+O2 2=2CO+4H=2CO+4H2 2，设与设与H H2 2O O反应的反应的CHCH4 4的体积为的体积为x x，与，与O O2 2反应的反应的CHCH4 4的体积为的体积为y y，则第，则第一个反应中得到的一个

33、反应中得到的COCO、H H2 2体积分别为体积分别为x x、3x3x；第二个反应中得；第二个反应中得到的到的COCO、H H2 2、消耗、消耗O O2 2分别为分别为y y、2y2y、y/2y/2，有：有： ，则，则 则则V(OV(O2 2)V(N)V(N2 2)=(2.5 L+7.5 L)15 L=23)=(2.5 L+7.5 L)15 L=23。高温高温催化剂催化剂点燃点燃xy253x2y60 x10y15答案：答案：(1)CH(1)CH4 4H H2 2O=COO=CO3H3H2 2(2)(2)将混合气体冷凝，使氨液化将混合气体冷凝，使氨液化(3)(3)防止催化剂中毒防止催化剂中毒 N

34、HNH3 3H H2 2O OCO+HCO+H2 2O=COO=CO2 2+H+H2 2(4)(4)利用合成氨反应放出的热加热原料气利用合成氨反应放出的热加热原料气( (其他合理答案均可其他合理答案均可) )(5)23(5)23催化剂催化剂高温高温催化剂催化剂高温高温【误区警示【误区警示】(1)(1)解答第解答第(1)(1)小题时，不仔细读图，易把反应小题时，不仔细读图，易把反应的化学方程式错写为的化学方程式错写为CHCH4 42H2H2 2O=COO=CO2 24H4H2 2(2)(2)计算第计算第(5)(5)小题时，易忽视剩余的小题时，易忽视剩余的O O2 2，直接用消耗的，直接用消耗的O

35、 O2 2量计量计算而导致错误。算而导致错误。 催化剂催化剂高温高温1.1.工农业废水及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂就是污水工农业废水及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂就是污水中磷的一个重要来源中磷的一个重要来源( (洗涤剂中含磷酸盐洗涤剂中含磷酸盐) )。处理污水时是否。处理污水时是否需要除去磷，有以下几种意见，你认为正确的是需要除去磷，有以下几种意见，你认为正确的是( )( )A.A.磷是生物的营养元素，不必处理磷是生物的营养元素，不必处理B.B.含磷的污水是很好的肥料，不必处理含磷的污水是很好的肥料，不必处理C.C.含磷的污水排到自然水中能引起藻类大量繁殖，使水变质含磷的污水排到自然水中

36、能引起藻类大量繁殖，使水变质恶化，必须处理恶化，必须处理D.D.磷对人无毒，除去与否都无关紧要磷对人无毒，除去与否都无关紧要【解析【解析】选选C C。含磷污水，能引起水体富营养化，使水中溶解。含磷污水，能引起水体富营养化，使水中溶解氧减少。氧减少。2.(20122.(2012南京模拟南京模拟) )目前，我国城市供水处理技术由混凝、目前，我国城市供水处理技术由混凝、沉淀、过滤和消毒等过程组成。下列说法中不正确的是沉淀、过滤和消毒等过程组成。下列说法中不正确的是( )( )A.A.传统的无机混凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系两大类传统的无机混凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系两大类B.NClB.NC

37、l3 3可用于水消毒的原因是可用于水消毒的原因是NClNCl3 3跟水反应生成了跟水反应生成了NHNH3 3C.C.用用ClOClO2 2代替代替ClCl2 2作消毒剂可减小水中有害氯代有机物的浓度作消毒剂可减小水中有害氯代有机物的浓度D.D.新型水处理剂高铁酸钠新型水处理剂高铁酸钠(Na(Na2 2FeOFeO4 4) )既是消毒剂又是混凝剂既是消毒剂又是混凝剂 【解题指南【解题指南】解答本题时注意以下两点：解答本题时注意以下两点：(1)(1)选项选项B B中由信息中由信息“NClNCl3 3可用于水消毒可用于水消毒”推知，推知，NClNCl3 3跟水反应跟水反应生成物中有生成物中有HClO

38、HClO；(2)(2)高铁酸钠高铁酸钠(Na(Na2 2FeOFeO4 4) )中的铁是高价铁有强氧化性，其还原产中的铁是高价铁有强氧化性，其还原产物是物是FeFe3+3+。【解析【解析】选选B B。净化水常用的混凝剂为铁盐和铝盐，。净化水常用的混凝剂为铁盐和铝盐，A A正确；正确；NClNCl3 3消毒是因为消毒是因为NClNCl3 3水解生成水解生成HClOHClO，HClOHClO具有强氧化性，具有强氧化性，B B不不正确；正确；ClOClO2 2的杀菌作用比的杀菌作用比ClCl2 2强得多，可以减少氯代有机物的强得多，可以减少氯代有机物的含量，含量，C C正确；高铁酸钠的强氧化性可杀菌

39、消毒，其还原产物正确；高铁酸钠的强氧化性可杀菌消毒，其还原产物又可作混凝剂，又可作混凝剂，D D正确。正确。3.3.下列关于合成氨工业的说法中正确的是下列关于合成氨工业的说法中正确的是( )( )A A从合成塔出来的混合气体中，氨气占从合成塔出来的混合气体中，氨气占15%15%，所以生产氨的，所以生产氨的工厂的效率都很低工厂的效率都很低B B由于氨易液化，由于氨易液化，N N2 2和和H H2 2在实际生产中循环使用，所以总体在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高来说，氨的产率很高C C合成氨工业的反应温度控制在合成氨工业的反应温度控制在500500，目的是使化学平衡，目的是使化学平

40、衡向正反应方向移动向正反应方向移动D D我国合成氨厂采用的压强是我国合成氨厂采用的压强是101030 MPa30 MPa，因为该压强下铁，因为该压强下铁触媒的活性最大触媒的活性最大【解析【解析】选选B B。虽然从合成塔出来的气体中。虽然从合成塔出来的气体中NHNH3 3只占只占15%15%，但由于，但由于N N2 2和和H H2 2可循环使用和不断分离出液氨，所以生产可循环使用和不断分离出液氨，所以生产NHNH3 3的工厂的效的工厂的效率还是很高的，故率还是很高的，故A A错误，错误，B B正确。控制反应温度，一是为了使正确。控制反应温度，一是为了使反应速率加快，二是为了使催化剂活性最大，故反

41、应速率加快，二是为了使催化剂活性最大，故C C项不正确。增项不正确。增大压强有利于大压强有利于NHNH3 3的合成，但压强越大，需要的动力越大，对材的合成，但压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，故采用料的强度和设备的制造要求越高，故采用101030 MPa30 MPa，但与催，但与催化剂的活性无关，故化剂的活性无关，故D D项也不正确。项也不正确。4.4.下列有关工业生产的叙述正确的是下列有关工业生产的叙述正确的是( )( )A.A.用明矾净水是因为用明矾净水是因为AlAl3+3+水解生成的水解生成的Al(OH)Al(OH)3 3胶粒具有很强的胶粒具有很强的吸附性吸附性

42、B.B.合成氨生产过程中采用高温高压条件都是为了提高合成氨生产过程中采用高温高压条件都是为了提高N N2 2、H H2 2的的转化率转化率C.C.硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用硫铁矿燃硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用硫铁矿燃烧时放出的热量烧时放出的热量D.D.工业上将氨转变为硝酸及其他氮的化合物是氮的固定工业上将氨转变为硝酸及其他氮的化合物是氮的固定【解析【解析】选选A A。B B项，合成氨生产过程中采用项，合成氨生产过程中采用400400500 500 的高的高温是为了提高反应速率，而且催化剂在此温度下活性较高，温是为了提高反应速率，而且催化剂在此温度下活性较高，但但N

43、 N2 2、H H2 2的转化率会降低；的转化率会降低；C C项，硫酸工业中，在接触室安装项，硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用热交换器是为了利用SOSO2 2转化为转化为SOSO3 3时放出的热量时放出的热量 ；D D项，氮的项，氮的固定是由游离态的氮转化为化合态的氮的过程，工业上将氨固定是由游离态的氮转化为化合态的氮的过程，工业上将氨转变为硝酸及其他氮的化合物不是氮的固定。转变为硝酸及其他氮的化合物不是氮的固定。【误区警示【误区警示】硫酸工业中，接触室中进行的反应不是硫铁矿硫酸工业中，接触室中进行的反应不是硫铁矿的燃烧而是二氧化硫转化为三氧化硫，易混淆。的燃烧而是二氧化硫转化为三氧

44、化硫，易混淆。5 5(2012(2012福州模拟福州模拟) )下列使用化肥、农药的描述中正确的下列使用化肥、农药的描述中正确的是是( )( )A A高温多雨时比较适合施用钾肥高温多雨时比较适合施用钾肥B B长期施用硫铵会造成土壤板结长期施用硫铵会造成土壤板结C C石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用D D过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用【解析【解析】选选B B。高温多雨时施用化肥易使肥料分解损失或随雨。高温多雨时施用化肥易使肥料分解损失或随雨水流失，水流失，A A错误；石硫合剂中加硫酸会因石灰、硫酸间发生化错误；石硫合剂中加硫酸会因石

45、灰、硫酸间发生化学反应而失去相应的功效，学反应而失去相应的功效，C C错误；过磷酸钙用硫酸处理后可错误；过磷酸钙用硫酸处理后可能会得到酸性较强的磷酸，这对农作物、土壤有害，能会得到酸性较强的磷酸，这对农作物、土壤有害，D D错误。错误。6.(20106.(2010新课标全国卷新课标全国卷) )水是一种重要的自然资源，是人类水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)天然水中溶解的气体主要有天然水中溶解的气体主要有_、_；(2)(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂

46、可以是天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_( (填其中任何两种填其中任何两种) )，其净水作用的原理是，其净水作用的原理是_；(3)(3)水的净化与软化的区别是水的净化是用混凝剂水的净化与软化的区别是水的净化是用混凝剂( (如明矾等如明矾等) )将将_；(4)(4)硬度为硬度为1 1的水是指每升水含的水是指每升水含10 mg CaO10 mg CaO或与之相当的物质或与之相当的物质( (如如7.1 mg MgO7.1 mg MgO) )。若某天然水中。若某天然水中c(Cac(Ca2+2+) )1.21.210103 3 molL molL1 1，c(Mgc(Mg2+2+) )6 6101

47、04 4 molL molL1 1，则此水的硬度为，则此水的硬度为_；(5)(5)若若(4)(4)中的天然水还含有中的天然水还含有c(HCOc(HCO3 3- -) )8 810104 4 molL molL1 1，现要软，现要软化化10 m10 m3 3这种天然水，则需先加入这种天然水，则需先加入Ca(OH)Ca(OH)2 2_g_g，然后加入，然后加入NaNa2 2COCO3 3_g_g。【解题指南【解题指南】解答本题时注意以下两点：解答本题时注意以下两点：(1)(1)水的净化是除去泥沙和悬浮物，水的软化是除去水的净化是除去泥沙和悬浮物，水的软化是除去CaCa2+2+、MgMg2+2+。(

48、2)(2)由信息明确衡量硬水的指标和计算依据。由信息明确衡量硬水的指标和计算依据。【解析【解析】(1)(1)空气中的空气中的O O2 2、COCO2 2可以溶于水，故天然水中溶解的可以溶于水，故天然水中溶解的气体主要有气体主要有O O2 2、COCO2 2。(2)(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂水解生成胶状物质，天然水在净化处理过程中加入的混凝剂水解生成胶状物质，可吸附杂质而净水。可吸附杂质而净水。(3)(3)水的软化是通过化学方法除去水中的钙离子和镁离子，如水的软化是通过化学方法除去水中的钙离子和镁离子，如加热；也可以通过离子交换树脂除去。加热；也可以通过离子交换树脂除去。(4)1.

49、2(4)1.210103 3 mol mol56 g56 gmolmol1 11 000 mg1 000 mgg g-1-167.2 mg67.2 mg，为为6.726.72；6 610104 4 mol mol40 g40 gmolmol1 11 000 mg1 000 mgg g-1-124 mg24 mg，为，为3.383.38，故此水的硬度为，故此水的硬度为10.110.1。(5)(5)中和中和10 m10 m3 3 c(HCO c(HCO3 3- -) )8 810104 4 mol molL L1 1中的中的HCOHCO3 3- -和沉淀和沉淀10 m10 m3 3 c(Mg c(

50、Mg2+2+)=6)=61010-4-4 mol molL L-1-1中的中的MgMg2+2+需要需要Ca(OH)Ca(OH)2 2 740 g 740 g，然后沉淀加入的然后沉淀加入的Ca(OH)Ca(OH)2 2及原溶液中的及原溶液中的CaCa2+2+需要需要NaNa2 2COCO3 3 1 484 g1 484 g。答案：答案：(1) O(1) O2 2 CO CO2 2(2)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁 ( (任写两种，合理即可任写两种，合理即可) )铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，吸附天铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，

51、吸附天然水中的悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其然水中的悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其下沉，达到净化目的下沉，达到净化目的(3)(3)水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子离子和镁离子(4)10.1(4)10.1(5)740 1 484(5)740 1 4847.(20127.(2012济南模拟济南模拟) )钢铁是目前使用最广泛的金属材料。请钢铁是目前使用最广泛的金属材料。请回答下列各题：回答下列各题：(1)(1)选矿是炼钢的重要环节，该过程中会产生大量酸性废水，选矿是炼钢的重要环节，该过程中会产

52、生大量酸性废水，写出处理该废水的两种化学方法写出处理该废水的两种化学方法_。(2)(2)工业上一般采用焦炭作炼钢的还原剂，该物质是将煤经过工业上一般采用焦炭作炼钢的还原剂，该物质是将煤经过_(_(填工艺操作名称填工艺操作名称) )而制得的，该过程还会生成而制得的，该过程还会生成液体产物液体产物_。(3)(3)目前为了缓解钢铁冶炼造成的用水紧张，很多钢铁厂迁至目前为了缓解钢铁冶炼造成的用水紧张，很多钢铁厂迁至沿海地区，写出海水淡化的两种方法沿海地区，写出海水淡化的两种方法_。(4)(4)玻璃钢和钢化玻璃在化学成分上的区别是玻璃钢和钢化玻璃在化学成分上的区别是_。【解析【解析】(1)(1)处理酸性

53、废水常用的化学方法是加碱中和法和沉处理酸性废水常用的化学方法是加碱中和法和沉淀法。淀法。(2)(2)煤的干馏是煤的综合利用方法之一，通过干馏可得到焦炉煤的干馏是煤的综合利用方法之一，通过干馏可得到焦炉气、煤焦油、粗氨水和焦炭。气、煤焦油、粗氨水和焦炭。(3)(3)海水淡化的常用方法有：蒸馏法、离子交换法、电渗析法海水淡化的常用方法有：蒸馏法、离子交换法、电渗析法等。等。(4)(4)玻璃钢是一种复合材料，化学成分主要是有机物，钢化玻玻璃钢是一种复合材料，化学成分主要是有机物，钢化玻璃是一种普通硅酸盐材料，化学成分是无机物。璃是一种普通硅酸盐材料，化学成分是无机物。答案：答案：(1)(1)加碱中和

54、法、沉淀法加碱中和法、沉淀法(2)(2)干馏干馏 煤焦油、粗氨水煤焦油、粗氨水(3)(3)蒸馏法、离子交换法、电渗析法等蒸馏法、离子交换法、电渗析法等( (写出任意两种即可写出任意两种即可) )(4)(4)玻璃钢主要为有机物，钢化玻璃为无机物或玻璃钢为复合玻璃钢主要为有机物，钢化玻璃为无机物或玻璃钢为复合材料，钢化玻璃为普通硅酸盐材料材料，钢化玻璃为普通硅酸盐材料【误区警示【误区警示】对玻璃钢和钢化玻璃的化学成分不清楚会导致对玻璃钢和钢化玻璃的化学成分不清楚会导致错误。玻璃钢是复合材料，钢化玻璃是玻璃的一种。错误。玻璃钢是复合材料，钢化玻璃是玻璃的一种。8.8.某企业生产氨气的流程如下：某企业

55、生产氨气的流程如下：(1)(1)操作操作的名称是的名称是_，操作，操作的名称为的名称为_。(2)(2)写出写出的化学方程式的化学方程式_。(3)(3)合成塔出来的高温高压气体中仅含体积分数为合成塔出来的高温高压气体中仅含体积分数为25%25%的氨气，的氨气，从混合气中分离出氨气的操作是从混合气中分离出氨气的操作是_，分离出的氮气和氢气则重新回到合成塔中。分离出的氮气和氢气则重新回到合成塔中。(4)(4)检验合成塔中出来的气体中含有氨气的方法是检验合成塔中出来的气体中含有氨气的方法是_。(5)(5)下列属于氮的固定的是下列属于氮的固定的是_。A.A.由氮气合成氨由氮气合成氨B.B.由氨制氯化铵由氨制氯化铵C.C.雷雨天气由氮气得硝酸盐雷雨天气由氮气得硝酸盐D.D.碳酸氢铵受热分解碳酸氢铵受热分解【解题指南【解题指南】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)(1)液态空气中分离出氮气的过程是蒸馏；液态空气中分离出氮气的过程是蒸馏；(2)(2)氮的固定必须是游离态到化合态。氮的固定必须是游离态到化合态。【解析【解析】(1)(1)煤干馏可以获得焦炭，将空气液化后蒸发分离出煤干馏可以获得焦炭，将空气液化后蒸发分离出氧气可以获得氮气。氧气可以获得