高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件(選修2).ppt
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選修2 化學(xué)與技術(shù),第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),考綱要求 1.了解我國(guó)無(wú)機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。2.了解合成氨的主要原理、原料、重要設(shè)備、流程和意義,認(rèn)識(shí)催化劑的研制對(duì)促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義。3.了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)、精細(xì)化工在社會(huì)發(fā)展中的作用。4.了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。,一、工業(yè)生產(chǎn)硫酸,考點(diǎn)一 化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn),CO+H2,CO2+H2,CO+3H2,CO2+4H2,(2)凈化: ①原料氣中的主要雜質(zhì):H2S、CO、CO2、O2等。 ②主要危害:某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致催化劑 。 ③凈化方法: a.用氨水吸收H2S: _________________________________ c.用K2CO3溶液吸收CO2: _______________________________ d.用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。,中毒,H2S+NH3H2O===NH4HS+H2O,K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3,(3)合成與分離: ①設(shè)備: 。 ②氨的分離:通過(guò) 將氨液化,然后將液氨分離,分離出來(lái)的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī),再送到 中繼續(xù)合成。 ③流程:,合成塔,冷凝器,合成塔,三、純堿工業(yè),1.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中為增大反應(yīng)速率,采取了哪些措施? 2.硫酸工業(yè)的適宜條件為400~500 ℃、常壓、催化劑(V2O5)、通過(guò)量O2,請(qǐng)思考選擇溫度和壓強(qiáng)的理由有哪些? 3.工業(yè)合成氨的原料氣是N2、H2,請(qǐng)思考回答下列問(wèn)題: (1)簡(jiǎn)述原料氣(N2、H2)的獲取方法。 (2)簡(jiǎn)述原料氣必須凈化后才能送入合成塔的原因及凈化方法。,提示 1.①升高溫度;②使用催化劑;③在沸騰爐中燃料燃燒前,將原料粉碎,增大與空氣的接觸面積。 2.①溫度:依據(jù)平衡移動(dòng)原理,降低溫度有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率。但是,溫度較低時(shí)催化劑活性不高,反應(yīng)速率低。在實(shí)際生產(chǎn)中,選定400~500 ℃,這時(shí)反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率都比較理想。 ②壓強(qiáng):依據(jù)平衡移動(dòng)原理,增大壓強(qiáng)有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率。但是,在常壓、400~500 ℃時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,加壓對(duì)設(shè)備要求高,增大投資和能量消耗,故在實(shí)際生產(chǎn)中采用常壓操作,并不加壓。,1.下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.在接觸室中使用鐵粉作催化劑 B.在接觸室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源 C.把硫鐵礦磨成細(xì)粉末,可以提高原材料的利用率 D.該反應(yīng)采用400~500 ℃主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚院?硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理和工藝流程,解析:本題通過(guò)硫酸工業(yè)生產(chǎn)考查考生化學(xué)與技術(shù),意在考查考生對(duì)硫酸工業(yè)的理解。硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,在接觸室中用鐵觸媒作催化劑,使SO2氧化為SO3,A項(xiàng)錯(cuò)誤;使用熱交換裝置可節(jié)約能源,B項(xiàng)正確;把硫鐵礦磨碎可增大其與氧氣的接觸面,使反應(yīng)進(jìn)行更充分,反應(yīng)速率更快,可提高原材料的利用率,C項(xiàng)正確;反應(yīng)溫度采用400~500 ℃是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚宰罡撸珼項(xiàng)正確。 答案:A,(3)下列有關(guān)操作目的的說(shuō)明中,不正確的是________。 a.黃鐵礦燃燒前需粉碎,是為了使其燃燒快而充分 b.從甲設(shè)備出來(lái)的爐氣需凈化,是為了防止混合氣體污染空氣 c.乙設(shè)備中使用催化劑,是為了提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率 d.吸收塔中裝有大量瓷環(huán),是為了增大SO3與98.3%濃硫酸的接觸面積 (4)簡(jiǎn)述在乙設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的:________________________________________________________________________。 (5)工業(yè)生產(chǎn)中常用氨—硫酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的,用兩個(gè)化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理:________________________________________________________________________。,答案:(1)沸騰爐 接觸室 (2)FeS2 (3)bc (4)利用SO2氧化為SO3時(shí)放出的熱量來(lái)預(yù)熱即將參加反應(yīng)的SO2和O2,提高SO2的轉(zhuǎn)化率,使能量循環(huán)利用等 (5)SO2+NH3+H2O===NH4HSO3 2NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O [或SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O],合成氨工業(yè)生產(chǎn)的原理和流程,解析:化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān),只與反應(yīng)體系的始、終態(tài)有關(guān),故①錯(cuò);新催化劑只是降低了反應(yīng)所需要的能量,仍需要斷開化學(xué)鍵,故③錯(cuò)。 答案:B,4.以天然氣、焦炭、水、空氣為初始原料,可以制得若干化工產(chǎn)品:,,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)合成氨中原料氣體N2來(lái)源于空氣,可采用將空氣________和________兩種方法制取,H2可采用上圖中的反應(yīng)①制取,其化學(xué)方程式為______________________________________。,5.聯(lián)堿法(侯氏制堿法)和氨堿法的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)要表示如下圖:,純堿工業(yè)生產(chǎn)的原理和流程,,,(1)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。 (2)X是________,Y是________(填化學(xué)式)。 (3)Z中除了溶解的氨氣、食鹽外,其他溶質(zhì)還有____________;排出液W中的溶質(zhì)除了氫氧化鈣外,還有________。,(4)從理論上分析,在氨堿法生產(chǎn)過(guò)程中________(填“需要”“不需要”)補(bǔ)充氨氣,從原料到產(chǎn)品,氨堿法總反應(yīng)過(guò)程用化學(xué)方程式可表示為_________________________________。 (5)根據(jù)聯(lián)堿法中從母液中提取氯化銨晶體的過(guò)程推測(cè),所得結(jié)論正確的是________。 a.常溫時(shí)氯化銨的溶解度比氯化鈉小 b.通入氨氣的目的是使氯化銨更多析出 c.加入食鹽細(xì)粉的目的是提高Na+的濃度,促進(jìn)碳酸氫鈉結(jié)晶析出 (6)聯(lián)堿法中,每當(dāng)通入44.8 L NH3(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)可以得到純堿100.0 g,則NH3的利用率為________________。相比于氨堿法,聯(lián)堿法的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是_________________________。,答案:(1)NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl (2)CO2 NH3 (3)Na2CO3、NH4Cl CaCl2、NaCl (4)不需要 CaCO3+2NaCl===Na2CO3+CaCl2 (5)b (6)94.3% 不產(chǎn)生無(wú)用的CaCl2(或提高了食鹽的轉(zhuǎn)化率等),6.目前,我國(guó)采用“接觸法”制硫酸。有關(guān)接觸法制硫酸過(guò)程中定量分析,回答下列問(wèn)題: (1)由硫酸廠沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO與SO3在沸騰爐中化合而成),其中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨沸騰爐溫度不同而變化(見下表)。,無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)處理,已知CuSO4在低于660 ℃時(shí)不會(huì)分解,請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因_________________________。,答案:(1)SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng),隨溫度升高,平衡逆向移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率減小,SO3物質(zhì)的量減少,所以CuSO4的量減少 (2)①82∶7.7 ②94.3% (3)6.25105,1.常見的工業(yè)生產(chǎn)流程的主線和核心 規(guī)律:主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。 核心考點(diǎn):物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、三廢處理及能量的綜合利用等。,,2.化工生產(chǎn)中常涉及的三種計(jì)算方法 (1)元素守恒法: 理論上,原料中的某種核心元素全部進(jìn)入產(chǎn)品中,因此依據(jù)守恒原理可以得出相應(yīng)的關(guān)系式,如: 硫鐵礦制硫酸:FeS2(~2SO2~2SO3)~2H2SO4; 硫黃制硫酸:S(~SO2~SO3)~H2SO4; 氨氧化法制硝酸:NH3(~NO~NO2)~HNO3; 磁鐵礦煉鐵:Fe3O4~3Fe。,1.精細(xì)化工產(chǎn)品 (1)精細(xì)化學(xué)品的種類: 醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料和顏料、涂料、黏合劑、表面活性劑、催化劑、食品和飼料添加劑,以及塑料、合成纖維和橡膠用的添加劑等。 (2)精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)特點(diǎn): ①多品種、小批量、產(chǎn)值高; ②生產(chǎn)流程和設(shè)備復(fù)雜、綜合性和功能性強(qiáng); ③技術(shù)密集、附加值高。,考點(diǎn)二 精細(xì)化工與農(nóng)藥、化肥、合成洗滌劑,2.化肥,3.農(nóng)藥——農(nóng)作物的保護(hù)神 (1)分類:,(2)農(nóng)藥對(duì)土壤和環(huán)境造成的不良影響: ①對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成污染,危及食品安全; ②對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,危及人類身體健康和生命安全; ③破壞生物鏈,影響生態(tài)平衡。,4.肥皂與合成洗滌劑,請(qǐng)畫出工業(yè)生產(chǎn)肥皂的工藝流程。,1.下列對(duì)使用化肥、農(nóng)藥的描述中正確的是( ) A.高溫多雨時(shí)比較適合施用鉀肥 B.長(zhǎng)期施用硫銨會(huì)造成土壤板結(jié) C.石硫合劑必須與硫酸混合后才能施用 D.過(guò)磷酸鈣必須經(jīng)硫酸處理后才能施用,化肥、農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),解析:A中鉀肥易溶于水,多雨時(shí)易造成化肥的流失;B中硫銨溶于水呈酸性,易破壞土壤的膠體結(jié)構(gòu)使土壤板結(jié);C中石硫合劑主要成分是多硫化鈣,具有滲透和侵蝕病菌細(xì)胞及害蟲體壁的能力,能在植物體表面形成一層藥膜起保護(hù)作用,如果和硫酸混合后施用,會(huì)生成硫酸鈣使石硫合劑失去作用;D中有效成分為Ca(H2PO4)2,屬水溶性速效磷肥,應(yīng)直接施用。 答案:B,2.農(nóng)作物生長(zhǎng)不僅需要陽(yáng)光、空氣和水,還需要多種化學(xué)元素。當(dāng)植物缺乏N元素時(shí),表現(xiàn)為植株生長(zhǎng)緩慢、葉色發(fā)黃,嚴(yán)重時(shí)葉片脫落直至死亡。而農(nóng)作物的生長(zhǎng)僅靠土壤中的N元素不能滿足生長(zhǎng)的需要,必須靠施肥加以補(bǔ)充。 (1)下列可作氮肥的化合物是________(填字母,下同),其中含N量最高的是________。 A.碳酸氫銨 B.磷酸二氫鈣 C.硫酸鉀 D.硝酸鉀 E.尿素 (2)尿素的合成有多種方法,請(qǐng)寫出一個(gè)合成尿素的化學(xué)方程式____________________________。 (3)尿素在土壤中需經(jīng)過(guò)水解后方可被農(nóng)作物吸收,請(qǐng)寫出尿素水解的化學(xué)方程式_______________________。 簡(jiǎn)述尿素作氮肥的優(yōu)點(diǎn)______________、__________________。,(4)氮肥的制備,首先涉及氨的合成,請(qǐng)?zhí)顚懴铝泻铣砂惫に嚵鞒虉D中的設(shè)備名稱:A________、B________。,,3.下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中,烷基含碳原子的個(gè)數(shù)以12~18為宜 B.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中,烷基應(yīng)以帶有支鏈的為宜 C.在合成洗滌劑中添加酶制劑可提高洗滌效果 D.在合成洗滌劑中應(yīng)以無(wú)磷助劑代替含磷助劑 解析:根據(jù)合成洗滌劑的洗滌原理可知烷基應(yīng)以直鏈為宜,且其碳原子數(shù)不能太多,也不能太少,以12~18為宜;為提高洗滌效果可添加酶制劑;為防止污染,用無(wú)磷助劑代替含磷助劑。 答案:B,肥皂和合成洗滌劑的生產(chǎn)與使用,4.洗衣粉的主要成分之一是烷基苯磺酸鈉,常用的是十二烷基苯磺酸鈉,其合成路線如下:,(3)用油脂可以制肥皂,試寫出由硬脂酸甘油酯生成硬脂酸鈉和甘油的化學(xué)方程式:____________________,反應(yīng)類型為________。 (4)在洗滌劑中添加酶制劑能促進(jìn)污垢中的蛋白質(zhì)(如奶漬、肉湯)等水解為可溶性的物質(zhì)而被除去。在使用加酶洗衣粉的水溶液中浸泡10~30 min,水溫在40~50 ℃最佳。加酶洗衣粉不宜在高溫下、潮濕環(huán)境中貯存,也不宜久存。為什么?_______________________。 (5)過(guò)去使用的合成洗滌劑中常加入三聚磷酸鈉(Na5P3O10)作助劑,它可使硬度大的洗滌水軟化,對(duì)微細(xì)的無(wú)機(jī)粒子或油脂具有分散、乳化、膠溶作用,防止污漬再次沉積到衣物上;它還能維持水溶液的弱堿性,提高洗滌劑的去污能力和洗滌效果。但是,自20世紀(jì)90年代以來(lái),世界各國(guó)先后提出必須生產(chǎn)和使用無(wú)磷洗滌劑。請(qǐng)解釋原因________________________________________________。,(4)酶發(fā)揮催化作用需要適宜的條件(溫度、酸堿度等),酶自身是蛋白質(zhì),在不適宜的條件下(如高溫)容易變質(zhì)而失去活性(答案合理即可) (5)三聚磷酸鈉造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,破壞了水體原有的生態(tài)平衡,對(duì)人類的生存環(huán)境造成了很大的危害(答案合理即可),化工生產(chǎn)流程的評(píng)價(jià)與優(yōu)化方法 化工生產(chǎn)方案應(yīng)用從環(huán)境保護(hù)和綜合利用原料、合理利用能量以及化工生產(chǎn)的規(guī)模和廠址選擇等方面進(jìn)行考慮。 1.綠色化學(xué):綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)、清潔化學(xué),是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。理想的化工方式是:反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,實(shí)現(xiàn)“零排放”。 2.循環(huán)操作:是化工生產(chǎn)的重要工藝之一,利用循環(huán)操作能有效地提高原料的利用率,降低生產(chǎn)成本。 3.循環(huán)利用:可以充分利用原料、節(jié)約資源,同時(shí)也是減少排放、實(shí)現(xiàn)變廢為寶的重要手段。,4.化工生產(chǎn)中的逆流原理:熱交換器中的冷、熱氣體(或液體),沸騰爐中的燃料與空氣,制硫酸工業(yè)吸收塔中的氣體和吸收液濃硫酸等。逆流的作用是使反應(yīng)物充分接觸,此外,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的冷凝管也采用了逆流原理。,典例 工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料,經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料,在高溫下進(jìn)行煅燒,再浸取、結(jié)晶而制得純堿。 ①食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________; ②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________(已知產(chǎn)物之一為CaS);,(2)氨堿法的工藝如下圖所示,得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。,,①圖中的中間產(chǎn)物C是__________,D是__________(寫化學(xué)式); ②裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________; (3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)是________________;,(4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似,故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石等為原料制碳酸鉀。請(qǐng)結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線,分析說(shuō)明是否可行。 ________________________________________________________________________。,,解析 (1)由得失電子守恒確定Na2SO4和C的關(guān)系。 (2)①CaCO3高溫分解生成CaO,CaO與H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2;Ca(OH)2與NH4Cl反應(yīng)生成NH3。 ②NaHCO3析出用沉淀符號(hào)。 (4)由于溶解度不同,NaHCO3析出而KHCO3仍留在溶液中。,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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