化学工业相关知识梳理

1、精品文档精品文档2014化学工业相关知识总复习【复习指导】新教材加大了化工生产内容的比重。旨在引导学生关心社会、关心生活、理论联系实际,在传授化工知识的同时，渗透了绿色化学的观点，环保意识、化工生产的基本观点。主要考点：合成氨、三酸二碱和炼钢炼铁所用的原料、化学反应、适宜条件、生产流程、主要设备、尾气的吸收与处理，综合经济效益评价等。复习思路整理:化工生产=化学反应原理+化学实验+化工技元素化合物知识、化学平衡原料：是否再生价格过程：循环利用反应速率转化率能源：利用率节约能源环保：废气废水的处理1 .系统掌握典型物质的工业制法，举一反三，并能够从多角度分析讨论化工生产的综合经济效益，将理论知识

2、转化为实际应用。2 .根据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律，综合考虑化工生产的适宜条件的选择。既要注意外界条件对二者影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性；既要注意温度、催化剂对化学反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制；既要注意理论生产，又要注意实际可能性。(1)对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率，如氮气与氢气的配比为1.07:3。(2)对气体分子数减少的反应，增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。但压强太大，动力消耗，设备要求、成本增高，故必须综合考虑。(3)对放热反应，升温，提高

3、反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢，故需使用适当的催化剂。对吸热反应，升温，加快反应速率，又能提高转化率，但要避免反应物或生成物的过热分解。(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡，但使用时必须注意其活性温度范围，且防止催化剂“中毒”，延长使用寿命。合成氨适宜条件：500C、铁触媒、2X1075X107、循环操作。根据以上原则，结合合成氨反应的特点即正反应是体积缩小的放热反应分析可知，合成氨的适宜条彳是：500C、铁触媒、2X1075X107Pa（2050MPa）,循环操作等。工业上将二氧化硫氧化成三氧化硫的适宜条件是400c500C、催化剂（V2O5）,使用过量的空

4、气等。乙醇和乙酸发生酯化反应时，酯化极限为2/3,而常温下达到这个极限（即达到平衡）需要16年，如果温度升到150C,缩短到只要几天就达到平衡。如果加入适量浓硫酸作催化剂，12小时即可达到平衡，但反应进行的程度仍为2/3。实际生产中，可采取两种措施提高这个极限，第一是适当加大廉价原料乙醇的用量，第二是生产过程中利用乙酸乙酯的易挥发性，不断地把生成的乙酸乙酯从反应混合物中分离出去。同时采取这两种措施能又快又多地生产出乙酸乙酯。【知识框架】主要原料：空气、燃料（燥、石油，天然气）、水H2O(g)+C合成氨工业w反应原理J H2O(e)+CO=CO+ H?，ac5+H高温高压化学工业主震设备：氨合成

5、塔生产过程：原料气制备+净化+压缩-合成一分离（主要原料；空气、黄铁矿或硫磺、水f4FeS? + 110?迎2F.5+8soz硫酸工业反应原理4 2*方十。上SC)s + Hz()-HeS(L主要设备：沸腾炉、接触室，吸收塔生产过程；SG之的制备-净化+5（上氧化成SCV一吸收;主要原料工饱和食盐水串触氯碱业反应原理，2NaCl+2H式）2N自OH+Clt+Htf主要设备上离子交换膜电解槽生产过程：粗盐水f精制停电解珪酸盐工业（水泥、玻璃、陶瓷）【学案一】三酸二碱工业生产1、硫酸工业制法（接触法制硫酸）：燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化

6、硫，再使三氧化硫跟水化合生成硫酸。由于二氧化硫跟氧气是在催化剂的表面接触时才起反应的，所以称为接触法制硫酸。反应原理用、.口）（b）图63砺嬖工业制法部分设备示意图1）沸腾炉示意图：6）接触室示意图沸腾炉接触室吸收塔关于硫酸工业综合经济效益的讨论（1）环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是：尾气吸收（氨吸收法）SO2+2NH3+H2Of(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4f(NH4)2SO4+SO2+H2O废水处理(石灰乳中和法)Ca(OH)2+H2SO4-CaSO4+2H

7、2O废渣利用，制砖或制造水泥(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。(3)厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决定。2、盐酸工业制法的反应原理：氢气在氯气中燃烧可以生成氯化氢，氯化氢被水吸

8、收即成盐酸。用化学方程式表示。3、硝酸的工业制法的反应原理工业上用氨接触氧化法制硝酸。将氨净化后，与空气以一定比例混合，用钳、铐合金作催化剂，在800c高温下，氨跟氧气反应生成一氧化氮和水蒸气，一氧化氮经过冷却，再被空气中的氧气氧化成二氧化氮，二氧化氮再被水吸收，得到硝酸。反应原理用化学方程式表示如下:+5O3Ft-»4NQ+6H2Q2NO+O2f2NO23NO2+H2。f2HNO3+NOT接触氧化器冷水蒸气吸收塔余热耨炉执水吸收塔it 水冷却器冷凝液 牖硝酸)冷水图85硝酸工业制法流程图工业上用氨氧化法制硝酸(NH3-NOfNO2-HNO3),硝酸吸收氨气得硝酸俊，则在理论上两者消

9、耗氨气的最佳比例是【答案】1:14、氯碱工业制法：电解饱和食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气，电解过程中，阳极产生氯气，阴极有氢气放出，在阴极附近形成了氢氧化钠溶液。电解饱和食盐水的总的化学方程式表不如下：。(1)观察电解饱和食盐水的实验现象，解释产生这些现象的原理?(2)离子交换膜法制烧碱图4-8 商子交换膜法电解原理示意图此法中，原料的精制大致流程为：,相应的化学方程式分别为：。5、纯碱工业制法：氨碱法（索尔维法）和联合制碱法（侯德榜制碱法）。纯碱是一种基本化工原料，用于玻璃、搪瓷、炼钢、炼铝及其他有色金属的冶炼，也用于制皂、造纸、纺织和漂染工业。共同点：1）反应原理有哪些？将饱和的食盐溶液在

10、冷却后通入足量的氨，然后在加压条件下通入二氧化碳，即有下列反应发生：NH3+CO2+H2。-NH4HCO3NH4HCO3+NaClfNaHCO3J+NH4CI将析出的碳酸氢钠晶体锻烧，分解得到碳酸钠。2NaHCO3）Na2C03+C03+H202）用什么方法来制取碳酸氢钠呢？碳酸氢钠的溶解度较小，当溶液中含有较大浓度的Na+和HCO3的时候，就会有碳酸氢钠的晶体析出。（注：20c时，下列物质的溶解度S/（g/100g水）NaCl35.9Na2CO321.5NaHCO39.6NH4HCO321.7不同点1）氨碱法原料：食盐和石灰石。2）反应产物的综合处理：氯化钱溶液加消石灰可回收氨，以便循环使用

11、。2NH4Cl+Ca（OH）2-2NH3T+CaCl2+2H2O上述反应中所用的消石灰和二氧化碳可用煨烧石灰石制取。CaCO3）CaO+CO2tCaO+bO-Ca（OH）2总结：氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜，成品的纯度高，副产品氨和部分二氧化碳都可以循环使用，制造步骤简单，适合大规模生产。氨碱法也有缺点：生成了目前还没有多大用途的氯化钙（CaCl2）。其次，氨碱法中的另一缺点是食盐的利用率低，只有70%,其余30%都随着氯化钙溶液被抛弃了，这是一个很大的损失。【思考】如图所示，如何从含有氯化镂和氯化钠的母液中提取氯化钱？如3020看0三&-6102030t/图68HH4cl

12、和NaCl的溶解度曲线3）侯德榜制碱法：氨、二氧化碳都直接由合成氨厂供应的。合成氨所需要的原料氢气可以从水煤气制取。C+巩。（气）+。十比0（气）催;剂）CQa+Ha总结:由于母液的循环侯德榜制碱法的优点：母液里存在氯化俊，冷却结晶出来，制成氮肥。使用，大大地提高了食盐的利用率，应用同量的食盐，能比氨碱法生产出更多量的纯碱。此外，在操作上，在工厂设备上，也都比氨碱法简单。大规模联合生产的优越性，不仅在生产上便于管理，而且降低了产品一一纯碱和氮肥的成本。7.合成氨工业：氨气与氢气在铁触媒作催化剂作用化合生成氨。冷鬃器氨分离器循环压缩机液氨根据合成氨反应的特点,成氨的适宜的条件。结合化学反应速率和

13、化学平衡的原理填写下列表格.并选择工业合I条件对速率的影响平衡移动方向NH含能升高温度加快速率向左移动降低增大压强加快速率向右移动升高1使用催化剂1,加快速率无影喻无影响6. 炼铁和炼钢：炉渣、尾气的回收处理：炉渣：制水泥、渣砖等的原料；含磷较多的炼钢炉渣加工成磷肥尾气：Fe2O3尘粒回收炼钢；CO作气体燃料出钱口7、石油分储:*f清剂油瞭也口g汽油同=f航空墀油泡耳国等-犀浦塔珏,加卒=一轻果油柴油原料油重油高温水蒸气一IjliiSLEijLlljyjm3口【基础训练】1 .有关合成氨工业说法中正确的是A.从合成塔出来的混合气体，其中NH3%只占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低B.由于氨

14、易液化，N2、H2是循环使用的，总体来说氨的产率很高C.合成氨反应温度控制在500c左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动D.合成氨采用的压强是2X107Pa5X107Pa,因为该压强下铁触媒的活性最大【答案】B2.（2003年上海，15）在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是A.使用吸收塔设备B.使用尾气吸收装置C.使用H2作原料D,使用催化剂_hfrl._催化剂【解析】N2+3H2-2NH34NH3+5O2一4NO+6H2。2SO2+O2催化剂2 2SO3故D正确。A:NH3生产中不使用吸收塔。B：NH3生产不用尾气吸收装置。C:H2SO4的工业生产中不使用也作原料。【

15、答案】D3.工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉中导出的炉气，要经过净化的理由是A.为了减少对大气的污染B.防止催化剂中毒C.炉气中含有一些其他有用成分，以便综合利用D.为了制得更纯的硫酸【答案】B4.在硫酸工业生产过程中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室，按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体主要为催化剂 热交换器f I催化剂、A.SO2B.SO3、O2C. SO2、O2D.SO2、SO3【解析】此题考查了工业生产H2SO4的重要设备之一一一接触室中气体的流向。SO2、。2进入热交换器的管外时，虽具备合成温度，但无V2O5催化，不会生成SO3,只有SO

16、2、。2。【答案】C5.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是A,CH；=CH；+CHjOHFoCH,-CH；+CH.COOH7()KCHZ-CH.+Ci；+Ca(OH)zCHCHz+17m+$0/OC2CH2=CHz+O-里化嵬2CHCHh/()D. 3cH0一CH工-催化剂CHZH+II/OHOH0HEX口CH工O-CHzCHa-OH4-2HJ)【解析】上述四项，只有C项反应物中的所有原子全部转变成了目标产物，原子的利用率达到了100%,故C项符合题意。【答案】C111丁.高潟一.6.已知反应:F

17、eS2(s)+40?(g)a2Fe2O3(s)+2SO2(g);AH=-853kJ/mol请回答下列问题：(1)接触法制硫酸时，实现上述反应的典型设备的名称叫做。(2)该设备有矿渣出口、空气进口、黄铁矿入口、炉气出口，按从下至上的顺序回答各进口和出口的位置。(用代码填空)(3)该设备在生产中应用了原理，其目的是_O【答案】(1)沸腾炉(3)逆流操作提高换热效果7.下列每一方框中的字母代表一种反应物或生成物:饱和食盐水.电解反应*0*0反应CDI起始组成/mol640某时刻组成/mol332物质A跟B反应生成物质E、F和G;物质C跟D反应生成物质I,某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上

18、表格所示。请填写下列空白：(1)物质H的分子式是。(2)反应的化学方程式是一。(3)反应的化学方程式(须注明反应条件)是。【解析】本题综合考查了C12的性质、电解饱和食盐水、氨气的合成等三个方面的内容。解题的突破口是知道电解饱和食盐水生成三种产物，氯气与NaOH反应有三种产物，解此题的另一关键点是题目所给的一组数据，由此推出C、D、I的化学计量数之比，从而推出该反应为合成氨反应。【答案】(1)HCl(2) Cl2+2NaOH-NaCl+NaClO+H2ON2+3H22NH38 .某化工厂按如下步骤进行生产：以煤为燃料煨烧石灰石；用饱和碳酸钠溶液充分吸收步骤中产生的二氧化碳；使步骤中产生的氧化钙

19、跟水反应；消石灰跟碳酸钠反应。(1)该厂生产过程中涉及的物质有：石灰石，纯碱，小苏打，烧碱，二氧化碳，硝石灰。下列叙述正确的是A.起始原料是B.起始原料是C.最终产品是D.最终产品是(2)该厂生产过程的优点可能有：排放的气体对大气无污染；生产过程中的部分产品可作为起始原料使用，无高温作业。其中正确的是A.只有B.只有C.和D.和(3)生产过程中没有涉及的化学反应类型是A.分解反应B.化合反应C.置换反应D.复分解反应【解析】生产流程为：根据上述分析，我们不难回答问题(1)的答案为A和D。其中，在这流程中就体现了绿色化学的观点，在绿色化学中非常强调重复使用和回收利用，其中重复使用是降低成本和减少

20、污染的需要。问题(2)的答案为Bo我们只要能对上述流程中所涉及的反应有清晰的认识，问题(3)也就不成为问题了，答案为Co【答案】(1)AD(2)B(3)C9 .硫酸是许多化学工业的原料，其消费量可作为一个国家工业发展水平的一种标志。硫酸工厂厂址的选择是一个复杂的问题，下图是影响化工厂选址的部分因素。又已知硫酸是一种腐蚀性液体，不便较多贮存，需随产随销。另外，硫酸的运输价格也比较贵，据估算1tH2SO4的运价约为同质量黄铁矿石的三倍。是否有市场需求能否达到环境保护要求土地供应 是否充足水源是否充足交通运输是否方便能源是否充足且价廉据以上信息，分析下列条件:条件（I）A城市郊区有丰富的黄铁矿资源，

21、水源、能源充足，交通方便。A城市需使用硫酸的工业不多，而离它远的B城市却是一个消耗硫酸甚多的工业城市。A城市是一个风光秀丽的旅游城市，对环境保护的要求甚高，而且土地价格较贵，土地供应紧张。条件（n）C地是重要的农业区，需消耗大量的肥料。C地有丰富的磷灰石矿藏，水源、能源充足，土地价格较低，土地供应充足，交通方便。磷肥是由磷灰石有效成分是Ca3（PO4）21与H2SO4作用制得的，制造磷肥需消耗大量的硫酸。C地无磷肥厂和硫酸厂，在相邻的D地有丰富的黄铁矿资源。在A、B、C、D四城市中，你认为应该建设硫酸工厂的城市是,应该建造磷肥厂的城市是。【解析】该题文字较长，阅读量大，要抓住关键词语，如硫酸需

22、随产随销。另外运输方面尽量运矿石而不运输硫酸，这是选择建设硫酸工厂的关键。综合分析得出建设硫酸工厂的城市应为B和C,建造磷肥厂的城市是Co【答案】BCC10 .我国东部季风区某新建城市分布图如图所示，城市的四周都有广阔地带。现要在城市附近建一座比较大型的火力发电厂。(1)请在图中A、B、C、D、E、F处选一最佳建厂处，说明理由？(2)请你预测此工厂将在哪些方面对环境造成污染？(3)请你用物理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案。【答案】(1)应选在D处建厂。原因：在季风区，工厂应建在位于垂直盛行风向的郊外，可尽量减少粉尘、有毒气体对居民区的污染。在河的下游，水源充足。紧靠铁

23、路和公路，交通便利。(2)有废气、废渣和废水。(3)利用该厂的废渣可在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂，变废为宝；根据产生废水的情况，在建厂的同时，建一个利用化学分解和生物降解的废水处理设备；根据该厂将产生粉尘和有毒气体较严重的情况，在厂区里多栽一些如美人焦、月季、丁香、菊花等能吸收有毒气体的植物，搞好厂区绿化保护。11 .氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。(1)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极，其原因是。阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是(2)为使电解氯化钠的

24、速度加快，下列措施中，可行的是。A.增大阴极碳钢网面积B.提高饱和氯化钠溶液的温度C.加大阴极和阳极间的距离D.提高电解时的电源电压(3)如果将某离子交换膜电解槽有关条件进行如下改变，则能使电解速率一定会达到原来的2倍的是。电解时的电压增大到原来的2倍电解时的电流增大到原来的2倍电解时的温度从30c提高到60c答案：(1)阳极产生的C12不易腐蚀金属钛既能防止阴极产生的H2和阳极产生的C12混合而引起爆炸，又能避免C12和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。(2)ABD(3)(1)12.工业上地海水资源合开发利用的部分工艺流程如下图所示。* 苦卤（Ca2+s Mg2*、HL等）海水

25、2t3、NaOH(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是。电解槽中的阳极材料为。(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？原因是。(3)澳单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，固可用于萃取澳，但在上述工艺中却不用四氧化碳，原因是答案：(1)阳离子(或Na+)钛(或石墨)(2)否。如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。【综合练习1】(05上海26)我国化学侯德榜改

26、革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下:食盐水偎取副产品)nco3(1)上述生产纯碱的方法称,副产品的一种用途为。(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是。(3)写出上述流程中X物质的分子式。(4)使原料氯化钠白利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有(a)增大NH4+的浓度，使NH4CI更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出(c)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4CI纯度2、

27、根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱NaCO的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30c35C,搅拌下分批加入研细的NHHCO固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHC端体。用少量蒸储水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得NaCO固体。四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表盐忻解二0C10C20c30c40c50c60c100cNaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO11.915.821.027.0一一一一NaHCO6.98.19.611.112.714.516.4一N

28、H4C129.433.337.241.445.850.455.377.335cNHHCg有分解请回答：(1)反应温度控制在30c35C,是因为若高于35C,则,若低于30C,则；为控制此温度范围，采取的加热方法为。(2)加料完毕后，继续保温30分钟，目的是。静置后只析出NaHCO晶体的原因是。用蒸储水洗涤NaHCO!体的目的是除去杂质(以化学式表示)。(3)过滤所得的母液中含有(以化学式表示)，需加入,并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NHCl。3.107年山东理综试测题(样卷)】某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO*与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO

29、4的工艺流程：滤液副产品提取产姑(NH)SOj请回答以下问题：(1)合成氨反应的化学方程式是,该反应在(填设备名)中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是该反应能够发生的原因是。(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是可以循环使用的X是。(3)该生产过程中的副产品是。从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是;从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是。4 .下面是合成氨的简要流程示意图：源(河流)和铁路干线，周围是盛产小麦、(1)沿x路线回去的物质是A.N2和H2B.催化剂C.NH3D.H2(2)工业合成氨中常采用500c的温度条件，其原因是5 .内地某大型铁矿附

30、近有炼焦煤、石灰石、黏土矿和丰富的地下水资源。该地区接近水资棉花的农业地区。根据上述信息，完成下列填空:(1)随着大型铁矿的开发，该地将建立焦化厂、钢铁厂、发电厂和水泥厂。请把这4个工厂的名称填入图的工业联系图空白框内。(2)该地的主导工业部门是工业。(3)下面4种工厂中，在该地建厂条件较好并与主导工业联系密切的是A.重型机械厂B.精密仪表厂C.造船厂D.纯碱厂(4)从当地农业需要和综合利用资源方面考虑，该地还将建立氮肥厂，其原料供应的有利条件是。2 个）：_(5)为了充分利用当地资源，该地还可能建立的轻工业厂有(说出(6)写出以焦炭、磁铁矿为主要原料冶炼生铁的化学方程式：,。6 .氯碱厂电解

31、饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下:粗盐JLONaOHNazCOsCl£HE式上泊以 脱盐溶质的质量分数约为5Q微NK)诋容液依据上图，完成下列填空：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为,与电源负极相连的电极附近，溶液的pH。(选填不变、升高或降低)。(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为。2_2_(3)如果粗盐中SO4含量较高，必须添加银试剂除去SO4,该钢试剂可以是。(选填A、B或C)A.Ba(OH)2B.Ba(NO3)2C.BaCl2(4)为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO2-,加入试剂的合理顺序为，

32、(选填A、B或C)A.先加入NaOH,后加入Na2CO3,再加入钢试剂B.先加入NaOH,后加入钢试剂，再加入Na2CO3C.先加入钢试剂，后加入NaOH,再加入Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过、冷却、(填写操作名称)除去NaClo(6)用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止C12和NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，C12和NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为。7.利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：空气CO、H?.ECHMLO%)二次转化(紧接下行左端)I-Fe?SjH?0<-O9Fe(0H)31

33、H2O(g)如出(方厚中i 1I弊INHsCCh依据上述流程，完成下列填空：(1)天然气脱硫时的化学方程式是。(2) nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol,产生出mol(用含n的代数式表示)(3) K2CO3(aq)和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是A.相似相溶原理B.勒夏特列原理C.酸碱中和原理(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于(写出CO2的一种重要用途)。(5)整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中标出第三处循环(循环方向、循环物质)。8.例题制取硝酸钱的流程图如下：请回答下列问题:(1)合成氨的原料通常各来自何

34、处？(2)已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),AH=92kJmol请解释：什么是可逆反应？为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取哪些措施？(3。写出氨催化氧化的化学方程式。钳一铐合金网有何作用？为什么钳铐合金网未预热也会发热？(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？写出反应式。(5)举出硝酸钱的两种主要用途。解释为什么该用途对现代社会非常重要？(6)在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为8.5的H2和也混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10,此时N2的转化率为,平衡混合气体中NH3的体积分数为。(7)请你为硝酸厂的选址提出合理化建议

35、。参考答案:1.联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等(1) NH3+CO2+H2O+NaClfNH4Cl+NaHCO3J或NH3+CO2+H2O.NH4HCO3NH4HCO3+NaCl.NaHCO3J+NH4ClCO2(3) I过滤(4) 稀硝酸和硝酸银溶液a、c2. (1)NHHCg解；反应速率降低；水浴加热(2)使反应充分进行；NaHCO的溶解度最小；NaCl、NHCl、NHHCO3. )NaHCONaCl、NHCl、NHHCO;HCl3 .(1)催化剂合成塔CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3J+(NH4)2SO4,生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向

36、进行。(2)一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收。CO2(3)生石灰该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生。由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低。4 .(1)A(2)加快反应速率，使催化剂活性达到最佳状态5 .(1)从上到下依次为：发电厂、焦化厂、钢铁厂、水泥厂(2)钢铁(3)A(4)焦化厂回收焦炉气中的氨，生产氮肥(5)食品工业棉纺织工业(或其他合理者)(6)C+O2_望TCO2CO2+C2T2COFe3O4+4CO:-，4CO2T+3Fe6 .【解析】此题以氯碱工业的生产工艺流程为命题背景，涉及电解饱和食盐水溶液的反应原

37、理、粗盐的精制、化学实验基本操作方法、离子方程式和电极反应式的书写等。理论知识与生产知识兼有。(1)电解食盐水时，与电源正极相连的电极发生的反应是2c一2e一02个，与电源负极相连的电极发生的反应是2H+2eH2,消耗H+,即产生OH-，所以溶液的pH升高。2.精制过程中，加入Na2CO3除去Ca2+(Ca2+CO3-CaCOsJ);加入NaOH除去Mg2+CMg2+2OHMg(OH)2JI,由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，所以2Mg与OH、CO3混合时，主要生成Mg(OH)2沉淀。(3)除去SO2至选择Ba2+,如加入Ba(NO3)2,溶液中会引入杂质NO，而加入BaCb或

38、Ba(OH)2均不会增加新的杂质。2-(4)除杂质时加入Ba2+和OH无先后之分，但Na2CO3一定在BaCl2之后加入，因为CO3还能除去多余的Ba2+。(5)脱盐工序的目的是分离NaOH和NaCl,由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作过程是蒸发，冷却、结晶，经过滤得到NaCl晶体。(6)如无隔膜会发生如下反应Cl2+2NaOH-NaCl+2NaClO+H2O,电解食盐水溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O一期02NaOH+H2T+5T,两反应的化学方程式相加得电解人NaCl+H2ONaClO+H2T【答案】(1)2C2e-C12T升高(2) Ca2+CO3-CaCO3(Mg

39、2+2OH-Mg(OH)2J(3) AC(4) BC(5)蒸发过滤.由解(6)NaCl+H2OmNaClO+H2T7【解析】(1)流程图中已给出反应物是H2s和Fe(OH)3,生成物是Fe2s3和H2O,CH4没有参与反应，写出方程式再配平即可。(2)写出此反应的方程式：CH4+H2OCO+3H2,就很容易地看出产生也应为3X0.9nmol=2.7nmol。(3) CO2为气体，加压有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。(4)此题考查了考生对CO2用途的记忆，写任一种用途即可。(5)合成氨反应是一可逆反应，H2和N2的转化率低，必须循环利用。【答案】(1)3H2S+2Fe(OH)3-Fe2s3

40、+6H2O(2) 2.7n(3)B(4)生产纯碱(或作制冷剂等，其他合理答案也可以)8.【解析】运用化学反应速率、化学平衡原理，结合流程图和涉及反应的反应特点，及化工生产的实际情况分析解答。【答案】(1)N2取自于空气，H2可来自于水煤气；(2)略；可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施；(3) 4NH3+5O2-yt4NO+6H2O,PtRh合金网起催化作用；因为氨的催化氧化反应是放热反应，保证Pt-Rt合金网达到一定温度而不必预热；(4)可用碱液吸收氮的氧化物：NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O(5) NH4NO3可作化肥和炸药。前者可促使植物生长，增加农作物产量；后者可用于军事

41、、建设上制造炸药，故该物质对现代社会的发展与和平作用重大；(6) 30%17.6%(7)厂址的选择应具备以下有利条件：原料和产品运输方便，生产动力来源充足，废物易于处理，地价较便宜等。化工生产中的综合计算问题最近几年上海高考化学试卷中呈现出结合化工生产过程中的具体情景设置计算型问题的现象，这是考察学生综合分析及计算能力的较高要求之一。该类题的重心主要在原料的投料比、转化率、定量分析等方面。问题示例1（有关氨、氮肥等物质的生产方面）：某化肥厂以氨和空气（其中氧气的体积分数为0.2）为原料生产硝酸钱过程如下：催化剂其中反应为4NH+5Q=4N»6H2OA步骤中发生了两个反应，将这两个化学

42、方程式合并为一个化学方程式，可表示为若不考虑副反应且各步反应均完全，为使生产过程中不再补充空气，则原料气中氨（包括第步被硝酸吸收的氨）的体积分数最大值为。假设实际生产中，反应、中含氮物质的利用率分别为a、b,反应中氨的利用率为c、硝酸的利用率为100%,则合成硝酸俊的整个流程中，氨的总利用率是多少？（要求写出解题过程）分析：该问题前两个问题主要考察学生对若干个反应进行加和后得到总的变化结果的方法,大多数同学都可以顺利解决，最后一问则考察有关利用率问题，稍有难度。答案.（1）4N83Q+2H2O=4HNO（2）1/6（或16.7%）（3）解法一：假设消耗NH3的总物质的量为1mol,其中用于制取

43、HNO的NH3的物质的量为xmol,被HNO吸收的NH的物质的量为ymol,则有：x+y=1、abx=cy。解得：x=y=ab-氨的总利用率=（xab+yc）/1=2abcabcabcabc解法二：假设第步参加反应的氨气的物质的量为4mol,则：生成硝酸的物质的量4abmol;第步需要氨气的物质的量为他 mol;氨的总利用率=4ab4ab_2abc4.4ababc、一 H2O 天然气催化剂c动手练1:以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多特点，其过程大体如下：某工厂以标准状况下的含CH89.6%的天然气100m3为原料经过上述过程，生产尿素和硝酸俊。合成氨生产过程

44、中氨的产率为60%假设其它各步反应均完全且不考虑副反应，求100m3的天然气可生产尿素的质量。(注：产率为实际产量与理论产量之比)为使硝酸生产过程中不再补充空气，假设各步反应均完全且氨中氮元素全部转化为HNQ,空气中氧气的体积分数设为20%求由氨气和空气组成的原料气中(不包含被硝酸吸收的氨气)氨气与空气的体积比。实际生产中，若氨的产率为60%硝酸的产率为80%求100m3的天然气最多可生产硝酸俊的质量。动手练1答案.(1)192kg(2)1:10(3)227.6kg动手练2:.工业上用丁烷氧化法制醋酸，反应的化学方程式可表示为：一定条件2CH10+5C24CH3COOH-2H2O现用58吨丁烷

45、为原料制取醋酸，求：(1)理论上需要标准状况下的空气m3(设空气中Q、Nk的体积分数分别为0.2、0.8),同时生成水吨。(2)若生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的质量分数为%。(3)若同时生产质量分数为100%勺冰醋酸m吨和质量分数为50%勺醋酸m2吨，且生=x，m2一需补充水y吨，则y与x的关系式为；若不补充水，则m+m25动手练2答案.(1).2.8X10;18(2).86.96%(3).yJ3x；1382x-1问题示例2(关于氯碱工业)工业上生产盐酸，必须先合成氯化氢气体，生产中得到的氯化氢气体中或多或少都会含有生成氯化氢的一种反应物，将该混合物用蒸水吸收可得一定浓度的纯盐酸，此过程中逸出的气体可以循环利用。写出工业电解食盐水制取H2和Cl2的化学方程式：。(2)工业上要得到纯盐酸并保障工人工作安全