高考化學一輪復習 第13章 化學與技術（選修）第1講 化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件 新人教版

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1、第十三章化學與技術(選修)第一講化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 考綱要求 1了解我國無機化工的生產(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、重要設備、流程和意義，認識催化劑的研制對促進化學工業(yè)發(fā)展的重大意義。 3了解精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點及在社會發(fā)展中的作用。 4了解化學肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。 1原料 主要有_、_、有色金屬冶煉的煙氣、石膏等?？键c一硫酸工業(yè)考點一硫酸工業(yè) 知識梳理知識梳理黃鐵礦黃鐵礦空氣空氣 2生產(chǎn)流程 (1)SO2的制取(設備：_)。 原料為硫黃：_， 原料為黃鐵礦：_。 (2)SO2的催化氧化(設備：_)。 _。 (3)SO3的吸收(設備：_)。 _。沸騰爐沸騰爐

2、接觸室接觸室吸收塔吸收塔 3三廢的利用 (1)尾氣吸收：廢氣中的SO2用氨水吸收，生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2循環(huán)使用。 _或SO2NH3H2O=NH4HSO3 _或2NH4HSO3H2SO4=(NH4)2SO42SO22H2O (2)污水處理：廢水可用Ca(OH)2中和，發(fā)生反應為_。 (3)廢渣處理：作水泥或用于建筑材料；回收有色金屬等綜合利用。 (2015昆明二檢)硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一，在化學工業(yè)的很多領域都要用到濃硫酸。 (1)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，我國采用黃鐵礦為原料生產(chǎn)SO2，反應的化學方程式為： _， 該反應在_(填設備名稱)中進行。 (2)下列有關接觸法制硫

3、酸的說法中，正確的是_。 A二氧化硫的接觸氧化在合成塔中發(fā)生 B吸收塔得到的是98.3%的濃硫酸 C煅燒含硫48%的黃鐵礦時，若FeS2損失了2%，則S損失2% D接觸室中采取高溫是為了提高催化劑的活性和提高SO2的轉化率題組訓練題組訓練沸騰爐沸騰爐 C (3)科研工作者開發(fā)了制備SO2，再用電化學原理生產(chǎn)硫酸的方法，裝置如圖。為了穩(wěn)定技術生產(chǎn)，硫酸的濃度應維持不變，則通入的SO2和水的質(zhì)量比為_。16 29 (4)實驗測得SO2反應生成SO3的轉化率與溫度、壓強有關，請根據(jù)下表信息，結合工業(yè)生產(chǎn)實際，選擇最合適的生產(chǎn)條件_。壓強壓強SO2轉化率轉化率溫度溫度1個大個大氣壓氣壓5個大個大氣壓氣

4、壓10個大個大氣壓氣壓15個大個大氣壓氣壓400 0.996 10.997 20.998 40.998 8500 0.967 50.976 70.985 20.989 4600 0.852 00.889 70.927 60.946 8400 、1個大氣壓個大氣壓 (5)硫酸工廠排放的尾氣中，含少量二氧化硫。為防止污染大氣，在排放前必須進行尾氣處理并設法進行綜合利用。硫酸工廠排放尾氣中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸處理。 請寫出這種尾氣處理方法的優(yōu)點(寫出兩點即可)：_；_ _。 若某硫酸廠每天排放的1萬立方米(標準狀況)尾氣中含0.2%(體積分數(shù))的SO2，通過上述方法處理，理論

5、上需生石灰_kg。原料生石灰、硫酸價格便宜且容易獲得；可得到石膏副產(chǎn)品原料生石灰、硫酸價格便宜且容易獲得；可得到石膏副產(chǎn)品 產(chǎn)生的產(chǎn)生的SO2含量較高可再利用含量較高可再利用(任寫兩點任寫兩點) 50 1化學反應速率和化學平衡原理 (1)增大化學反應速率的措施： 升高溫度。 使用催化劑。 在沸騰爐中燃料燃燒時，使原料粉碎，增大與空氣的接觸面積。 (2)反應條件的選擇： 溫度：400 500 ，根據(jù)平衡移動原理，應在低溫下進行，但低溫時催化劑的活性不高，反應速率低，實際生產(chǎn)中采用400 500 的溫度。 常壓：根據(jù)平衡移動原理，應在高壓下進行，但增大壓強對SO2的轉化率提高不大，且加壓會增大成本

6、和能量消耗，而常壓下的轉化率已很高，實際生產(chǎn)采用常壓操作。 適當過量的空氣：目的是提高SO2的轉化率?？键c二合成氨工業(yè)考點二合成氨工業(yè) 知識梳理知識梳理可逆反應可逆反應減小減小放熱放熱 2條件的選擇 結合反應的三個特點及實際生產(chǎn)中的動力，材料設備，成本等因素，得出合成氨的適宜條件。 (1)壓強：_MPa_MPa。 (2)溫度：_。 (3)催化劑：_。 (4)循環(huán)操作：反應混合氣通過冷凝器，使氨液化并分離出來，N2、H2再通過循環(huán)壓縮機送入合成塔。2050500 鐵觸媒鐵觸媒分離液態(tài)空氣分離液態(tài)空氣催化劑中毒催化劑中毒 (4)三廢的利用。 廢氣：主要有H2S、SO2和CO2等。采用直接氧化法、循

7、環(huán)法處理，CO2作為生產(chǎn)尿素和碳銨的原料。 廢水：主要含氰化物和氨，分別采用不同的方法處理。 廢渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作制肥料的原料。 .污水經(jīng)過一級、二級處理后，還含有少量Cu2、Hg2、Pb2等重金屬離子，可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是_(雙選)。 A氨水B硫化氫氣體 C硫酸鈉溶液D純堿溶液 .合成氨的流程示意圖如下：題組訓練題組訓練AC 回答下列問題： (1)工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的，通常使用的兩種分離方法是_，_；氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學反應方程式_，_； (2)設備A中含有電

8、加熱器，鐵觸媒和熱交換器，設備A的名稱是_，其中發(fā)生的化學反應方程式為_；液化、分餾液化、分餾 與碳反應后除去與碳反應后除去O2 合成合成(氨氨)塔塔 冷卻塔冷卻塔(或冷凝器或冷凝器) n 高溫氣體由冷卻塔的上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷卻效果好高溫氣體由冷卻塔的上端進入，冷卻水從下端進入，逆向冷卻效果好 將液氨與未反應的原料氣分離將液氨與未反應的原料氣分離 13.8 1原料 氨堿法：食鹽、氨氣、石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)。 聯(lián)合制堿法：食鹽、氨氣、二氧化碳(合成氨廠的廢氣)?？键c三工業(yè)制純堿考點三工業(yè)制純堿 知識梳理知識梳理 聯(lián)合制堿法：在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉

9、，并通入氨氣，可以使氯化銨單獨結晶沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液，已基本上是氯化鈉的飽和溶液，可循環(huán)使用。 4綜合評價 (1)氨堿法：優(yōu)點：原料(食鹽和石灰石)便宜；產(chǎn)品純堿的純度高；副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用；制造步驟簡單，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。 缺點：原料食鹽的利用率低，大約70%74%，其余的食鹽隨CaCl2溶液作為廢液被拋棄；過程中產(chǎn)生了沒多大用途且難以處理的CaCl2。 (2)聯(lián)合制堿法：使食鹽的利用率提高到96%以上，應用同量的食鹽比氨堿法生產(chǎn)更多的純堿。另外它綜合利用了合成氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子，同時生產(chǎn)出兩種可貴的產(chǎn)品純堿

10、和氯化銨；過程中不生成沒多大用途、又難以處理的CaCl2，減少了對環(huán)境的污染，并且大大降低了純堿和氮肥的成本，充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性。 技術的發(fā)展與創(chuàng)新永無止境，我國化學家侯德榜改進國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下： (1)向沉淀池中通入CO2和氨氣，應先通入_(填化學式)，原因是_。題組訓練題組訓練NH3 CO2溶解度較小，而溶解度較小，而NH3易溶于水，先通易溶于水，先通NH3有利于有利于CO2的吸收的吸收 (2)沉淀池中發(fā)生反應的化學方程式是_。 (3)母液中的溶質(zhì)主要是_。向母液中通氨氣或加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通入氨氣的作用是_。 (4)使原料氯化鈉的利

11、用率從70%提高到90%以上，主要是因為設計了循環(huán)_(填“”或“”)，物質(zhì)X是_(填化學式)，從沉淀池中獲取沉淀的操作是_。 (5)寫出煅燒爐中發(fā)生反應的化學方程式_。 (6)上述流程制得的產(chǎn)品碳酸鈉中可能含有的雜質(zhì)是_(填化學式)，為檢驗該雜質(zhì)的存在，具體實驗操作是_ _。NH4Cl CO2過濾過濾 NaCl 取少量產(chǎn)品溶解，滴加用取少量產(chǎn)品溶解，滴加用HNO3酸化的酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，說明含有溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，說明含有NaCl雜質(zhì)雜質(zhì) 解析(1)向沉淀池中先通入氨氣，使溶液顯堿性，有利于CO2的吸收。(2)母液中的溶質(zhì)主要是副產(chǎn)品NH4Cl，通氨氣或加入細小食鹽顆

12、粒都可使NH4Cl的溶解平衡向結晶方向移動。(4)采取循環(huán)操作可提高原料NaCl的利用率。 1化肥 (1)氮肥?？键c四化肥、農(nóng)藥和肥皂考點四化肥、農(nóng)藥和肥皂 知識梳理知識梳理KH2PO4 硫酸銅硫酸銅生石灰生石灰高級脂肪酸高級脂肪酸 化學肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用?；卮鹣铝袉栴}： (1)寫出一種銨態(tài)氮肥的化學式_。實際生產(chǎn)中，銨態(tài)氮肥不能與磷肥如Ca3(PO4)2混合使用，原因是_ _。 (2)硝酸銨的生產(chǎn)方法是采用硝酸與氨氣化合，工業(yè)合氨是一個放熱反應，因此低溫有利于提高原料的轉化率，但實際生產(chǎn)中卻采用400 500 的高溫，其原因是_； 工業(yè)生產(chǎn)，以氨氣為原料合成硝酸，寫出工業(yè)生產(chǎn)硝

13、酸的最后一步反應的化學方程式_。題組訓練題組訓練NH4Cl 銨態(tài)氮肥水解顯酸性，磷肥水解銨態(tài)氮肥水解顯酸性，磷肥水解顯堿性，導致銨態(tài)氮以氨氣形式逸出顯堿性，導致銨態(tài)氮以氨氣形式逸出 提高反應速率提高反應速率 解析(1)銨態(tài)氮肥很多，如氯化銨、硫酸銨、碳酸銨等；銨態(tài)氮肥與磷肥在土壤環(huán)境中會發(fā)生相互促進的水解反應，導致肥效降低。(2)高溫盡管不利于氨的生成，但可以提高反應速率；用氨氣合成硝酸經(jīng)過了氨氣氧化生成NO，NO生成NO2，然后NO2與水反應生成硝酸三個階段。(3)水體中因為含有過多的含氮、磷、鉀的物質(zhì)而富營養(yǎng)化，加上陽光充足，水生植物瘋長，從而出現(xiàn)赤潮。(4)一定濃度的銨根離子在堿性條件下可以生成氨氣，氨氣能夠使?jié)駶櫟膒H試紙變藍。水體富營養(yǎng)化水體富營養(yǎng)化 將溶液微熱濃縮，加入將溶液微熱濃縮，加入NaOH固體，然后用濕潤的固體，然后用濕潤的pH試紙檢驗有無使試紙變藍的氣體生成試紙檢驗有無使試紙變藍的氣體生成