人教版高考總復(fù)習(xí)化學(xué)17-1.ppt

1工業(yè)上制硫酸的基本生產(chǎn)原理 (1)原料：主要有 、有色金屬冶煉的煙氣、石膏等,硫鐵礦、硫磺,沸騰爐,(3)三廢的利用 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,SO22NH3H2O=(NH4)2SO3,(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O,污水處理 廢水可用Ca(OH)2中和，發(fā)生反應(yīng)為 . 廢渣的處理 作水泥或用于建筑材料；回收有色金屬等綜合利用,Ca(OH)2H2SO4=CaSO42H2O,2人工固氮技術(shù)合成氨 (1)反應(yīng)原理 反應(yīng)特點：該反應(yīng)為 正反應(yīng)為氣體體積 的反應(yīng) 正反應(yīng)為 反應(yīng),可逆反應(yīng),減小,放熱,(2)條件的選擇 結(jié)合反應(yīng)的三個特點及實際生產(chǎn)中的動力，材料設(shè)備，成因等因素，得出合成氨的適宜條件 壓強： MPa MPa 溫度： . 催化劑： . 循環(huán)操作：反應(yīng)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,20,50,400500,鐵觸媒,(3)生產(chǎn)流程 造氣 AN2：可用 獲得 凈化：原料氣凈化處理，防止 合成：N2和H2通過壓縮機進入合成塔并發(fā)生反應(yīng),分離液態(tài)空氣法,催化劑中毒,三廢的利用 A廢氣：主要有H2S，SO2和CO2等采用直接氧化法、循環(huán)法處理，CO2作為生產(chǎn)尿素和碳銨的原料 B廢水：主要含氰化物和氨，分別采用不同的方法處理 C廢渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作肥料的原料,3純堿的生產(chǎn)(氨堿法) (1)原料： (2)生產(chǎn)過程 在精制的飽和食鹽水中通入氨氣 將CO2通入氨化的飽和食鹽水中，發(fā)生反應(yīng)為： . 過濾出NaHCO3，煅燒得到純堿，發(fā)生反應(yīng)為： .,碳酸鈣和氯化鈉,CO2NH3H2ONaCl=NH4ClNaHCO3,2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O,同時在母液中加入石灰乳，以回收NH3并循環(huán)利用， 發(fā)生反應(yīng)為： .,2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O,4化肥與農(nóng)藥 (1)化肥 氮肥,鉀肥：主要有KCl、 、K2SO4. 磷肥：過磷酸鈣 (2)農(nóng)藥 最早使用的農(nóng)藥石硫合劑， 農(nóng)藥波爾多液是由 配制的,K2CO3,CuSO4和Ca(OH)2,(3)表面活性劑 肥皂的主要成分是 的鈉鹽(或鉀鹽) 制取肥皂的典型反應(yīng)：,高級脂肪酸,1在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都是正確的是( ) A硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的硫鐵礦不能燃燒 BSO3用98.3%的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以便SO3吸收完全,CSO2氧化為SO3時需使用催化劑，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率 D從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中SO2會與雜質(zhì)反應(yīng),解析：本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問題可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動及實際生產(chǎn)三個方面考慮各種操作條件的原因礦石粉碎是為了提高反應(yīng)速率，并不是因為大塊的硫鐵礦不能燃燒；用濃硫酸吸收SO3是為了防止水與其形成酸霧；使用催化劑可以提高反應(yīng)速率，但不能提高SO2的轉(zhuǎn)化率；從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中雜質(zhì)會使催化劑中毒 答案：B,2合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義哈伯法合成氨需要在20 MPa50 MPa的高壓和500左右的高溫下，并用鐵觸媒作為催化劑，氨在平衡混合物中的含量仍較少最近英國俄勒岡大學(xué)的化學(xué)家使用了一種名為transFe(DMeOPrPE)2-的新催化劑，在常溫下合成氨，反應(yīng)方程式可表示為N23H2 2NH3，有關(guān)說法正確的是 ( ),A哈伯法合成氨是吸熱反應(yīng)，新法合成氨是放熱反應(yīng) B新法合成氨不需要在高溫條件下，可節(jié)約大量能源，具有發(fā)展前景 C新法合成氨能在常溫下進行是因為不需要斷裂化學(xué)鍵 D新催化劑降低了反應(yīng)所需要的能量，提高了活化分子百分數(shù),解析：合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，與常溫、高溫?zé)o關(guān)；新法合成氨在常溫下進行仍需斷裂化學(xué)鍵 答案：BD,1化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理 (1)增大化學(xué)反應(yīng)速率措施：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)促使SO2的催化氧化正向移動措施：通入過量空氣，增大O2濃度，促進平衡正移,知識熱點,2逆流原理 沸騰爐中原料從爐頂落下，熱空氣從爐底吹入，使原料與助燃氣體充分接觸，反應(yīng)進行徹底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán)(片)，濃硫酸從塔頂噴下，三氧化硫氣體從塔底吹入，提高吸收程度,3熱交換原理 由于2SO2O2 2SO3是放熱反應(yīng)，在接觸室內(nèi)使用熱交換器，用反應(yīng)后熱的氣體預(yù)熱接觸室的原料氣，達到節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本的目的 4循環(huán)操作原理 由于2SO2O2 2SO3是可逆反應(yīng)，尾氣中還有一定的SO2和O2，再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室，提高原料利用率，同時減少廢氣排放,例題1 工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時，利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個關(guān)鍵步驟壓強及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分數(shù)為：SO27%，O211%，N282%)：,(1)已知SO2的催化氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論？_； (2)在400500時，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是_； (3)選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率？_(填“是”或“否”)，是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量？_(填“是”或“否”)；,(4)為提高SO3的吸收率，實際生產(chǎn)中用_吸收SO3； (5)已知：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H196.6 kJ/mol，計算每生產(chǎn)1萬噸98%硫酸所需要的SO3的質(zhì)量和由SO2生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量,解析：可逆反應(yīng)：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H196.6 kJmol1 分析表格中數(shù)據(jù)： (1)壓強相同時，升高溫度，SO2的轉(zhuǎn)化率減小，故升溫，上述反應(yīng)的平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng) (2)400500范圍內(nèi)常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率在97.8%以上，故不需要再采用高壓措施,(3)催化劑只能加快反應(yīng)速率，提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，不能提高SO2的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)過程中放出的熱量 (4)實際生產(chǎn)中，不是用H2O吸收SO3，而是用98%的濃硫酸吸收，可以避免形成酸霧并提高吸收率,答案：(1)壓強一定時，溫度升高，SO2的轉(zhuǎn)化率下降，說明升溫有利于向逆反應(yīng)方向進行，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng) (2)增大壓強對提高SO2的轉(zhuǎn)化率無顯著影響，反而會增加成本 (3)否 否 (4)濃硫酸 (5)8.0103 t 9.83109 kJ,1下列說法正確的是 ( ) A硫酸廠廠址的選擇應(yīng)靠近原料產(chǎn)地 B硫酸工業(yè)接觸室中熱交換器的使用有利于降低工廠的能耗 C由于SO3與水反應(yīng)放熱，故硫酸工業(yè)的吸收塔中用冷水吸收SO3 D氯堿工業(yè)中，在陽極附近產(chǎn)生氫氧化鈉,解析：A項，硫酸的運輸費用高于礦石運輸費用，故硫酸廠廠址應(yīng)靠近消費中心B項，硫酸工業(yè)中進入接觸室的混合氣體需預(yù)熱，而反應(yīng)2SO2O2 2SO3本身為放熱反應(yīng)，利用熱交換器就可充分利用反應(yīng)本身放出的熱量對氣體預(yù)熱，從而降低能耗，B項，為防止形成酸霧，通常用濃H2SO4吸收SO3.在氯堿工業(yè)中，H在陰極放電，該極生成NaOH，故B正確 答案：B,2比較合成氨工業(yè)與接觸法制硫酸中SO2催化氧化的生產(chǎn)過程，下列說法錯誤的是( ) A這兩個生產(chǎn)過程中，都使用了合適的催化劑 B都選擇了較高的溫度 C都采用了使其中一種原料過量以提高另一種原料利用率的方法 D都采用了高壓的生產(chǎn)條件,解析：C項中合成氨的實際生產(chǎn)中，考慮到氮氣在催化劑上的吸附因素，故而采取氮氣、氫氣體積比12.8，借以加快反應(yīng)的速率，而不是提高氫氣的轉(zhuǎn)化率；D項中的二氧化硫催化氧化，并沒有采用高壓(就已經(jīng)有很高的轉(zhuǎn)化率) 答案：D,1反應(yīng)原理 侯氏聯(lián)合制堿法，是將合成氨工業(yè)和制堿工業(yè)聯(lián)合起來，以煤為原料制得碳銨，碳銨再與氯化鈉進行復(fù)分解反應(yīng)，生成碳酸氫鈉和氯化銨根據(jù)氯化銨在常溫時的溶解度比氯化鈉大，而在低溫時卻比氯化鈉溶解度小的原理，在278283K(510)時，向母液中加入磨細的食鹽粉末，使氯化銨單獨析出,2有關(guān)反應(yīng)方程式 NH3CO2H2O=NH4HCO3 NaClNH4HCO3=NH4ClNaHCO3 2NaHCO3 Na2CO2H2OCO2 3該法優(yōu)點 保留了氨堿法的優(yōu)點，消除了它的缺點，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣CO轉(zhuǎn)化成CO2，革除了CaCO3制CO2這一工序,例題2 純堿是一種重要的化工原料目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝請按要求回答問題： (1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物，請寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式：_； (2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；,(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料，“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同？_； (4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)列出計算原子利用率的表達式：原子利用率(%)_.,解析：氨堿法的原料：氯化鈉、碳酸鈣及NH3. CaOH2O=Ca(OH)2 產(chǎn)生CaCl2的反應(yīng)：Ca(OH)22NH4Cl=CaCl22NH32H2O，該反應(yīng)的CaCl2中的Cl來源于NaCl，Ca2來源于CaCO3，產(chǎn)生無用的CaCl2，降低了NaCl的利用率,聯(lián)合制堿法：NH3和CO2來源于合成氨廠 工藝流程：NH3CO2H2O=NH4HCO3 NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl,答案：(1)2NH4ClCa(OH)2=2NH3CaCl22H2O (2)NH3CO2H2O=NH4HCO3， NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl. 2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2,(3)“聯(lián)合制堿法”中的CO2來源于合成氨廠，“氨堿法”中的CO2來源于石灰石,下圖表示某些化工生產(chǎn)流程(有的反應(yīng)條件和產(chǎn)物已略去),請回答下列問題： (1)寫出上述流程中所涉及的化學(xué)工業(yè)名稱_ (2)反應(yīng)需在500進行，其主要原因是_；H轉(zhuǎn)化為的過程中，需不斷補充空氣，其原因是_,(3)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_.工業(yè)上，采用向析出K的母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻后可析出副產(chǎn)品通氨氣的作用是_(填序號) a增大NH4+的濃度，使J更多地析出 b使K更多地析出 c使K轉(zhuǎn)化為M，提高析出的J的純度,解析：(1)A為O2，B為N2、C為H2、D為CO、E為NH3、F為CO2，反應(yīng)為工業(yè)合成氨，反應(yīng)為氨氧化法制硝酸，反應(yīng)為侯氏制堿法 (2)500時該反應(yīng)的催化劑的活性最高NO2轉(zhuǎn)化成HNO3時，由于不斷有NO生成，故通入O2，便于NO轉(zhuǎn)化成NO2，使促進NO2的轉(zhuǎn)化，提高原料的利用率,答案：(1)合成氨、氨氧化法制硝酸、聯(lián)合制堿法(或侯氏制堿法) (2)500時，該反應(yīng)的催化劑的活性最高 H轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)為3NO2H2O=2HNO3NO，NO2不能被完全吸收，故需不斷地補充空氣，促進NO2的轉(zhuǎn)化，提高原料利用率 (3)NaClCO2NH3H2O=NaHCO3HN4Cl ac,方法歸納：中學(xué)化學(xué)中涉及到的化工生產(chǎn)知識滲透綠色化學(xué)的觀點，具體體現(xiàn)在如下幾個方面： （1）節(jié)省資源，提高原料轉(zhuǎn)化率和利用率.例如在合成氨工業(yè)，硝酸工業(yè)，接觸法制硫酸，聯(lián)合制堿法等工藝流程中采取了循環(huán)操作，體現(xiàn)了綠色化學(xué)中節(jié)省能源的基本原理. （2）尾氣回收方法和處理裝置以防止或減少環(huán)境污染.例如：氨氧化法制硝酸、接觸法制硫酸、煉鋼、煉鐵等均要有尾氣處理或吸收裝置.,（3）設(shè)計新的化學(xué)反應(yīng)條件，降低對人類健康和環(huán)境的危害，減少廢棄物的產(chǎn)生和排放.例如無氰電鍍，由乙炔制乙醛工業(yè)生產(chǎn)中使用非汞催化劑.,將N2和H2在一定條件下反應(yīng)，制得純凈的NH3，將所得NH3和足量的O2通過裝置中的催化劑，發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)請根據(jù)你已學(xué)知識，回答下列問題：,實驗通道,(1)工業(yè)合成NH3時，在有催化劑的條件下，選用了20 MPa50MPa、500 這一條件，選用500 的原因是_，增大壓強有利于N23H2 2NH3這一反應(yīng)平衡正向移動，為何不采用更大的壓強_,(2)下圖所示是NH3和O2進入含催化劑的裝置，發(fā)生反應(yīng)，從A處導(dǎo)出的氣體成分是_假設(shè)該實驗制得純凈的NO氣體，則應(yīng)采取_措施，使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為HNO3.,(3)若該實驗結(jié)束時，有剩余尾氣NO和NO2，為防止污染空氣，將其通入NaOH溶液，能恰好反應(yīng)生成NaNO2，則尾氣中NO和NO2的物質(zhì)的量的關(guān)系為_，該反應(yīng)中氧化劑為_，還原產(chǎn)物為_,解析：本題從基礎(chǔ)知識切入，綜合考查了NH3的制備、NH3的催化氧化以及NO的性質(zhì)、化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)等知識，題目的設(shè)置，突出體現(xiàn)了學(xué)生運用知識的能力、思維能力和推理能力選用500 這一條件要從反應(yīng)速率和原料的轉(zhuǎn)化率兩個角度來考慮，該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強，反應(yīng)速率快，在回答這一問題時，很多同學(xué)容易漏答原料的轉(zhuǎn)化率這一要點；雖然壓強有利于該反應(yīng)平衡正向移動，但壓強越大，對制備裝置的要求越高，能耗也越大，會大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強,(2)中回答從A處導(dǎo)出氣體的成分容易因思維不全面，錯答為NH3、O2、NO，這是因為忽視了NO和O2之間的反應(yīng)，而漏掉了NO2的存在，又因為只要有NO2，則一定存在2NO2N2O4，故從A處導(dǎo)出的氣體是NH3、O2、NO、NO2、N2O4的混合氣體若想令NO完全溶于水，則必須加足量的O2，使之發(fā)生反應(yīng)：4NO3O22H2O=4HNO3；剩余氣體和NaOH恰好反應(yīng)生成NaNO2，由NONO22NaOH=2NaNO2H2O可知，尾氣中NO和NO2物質(zhì)的量相同，NO2作氧化劑，NaNO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,答案：(1)該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強，反應(yīng)速率快 壓強越大，對制備裝置的要求越高，能耗也越大，會大幅增加工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強 (2)NH3、O2、NO、NO2、N2O4的混合氣體 必須加足量的O2 (3)NO和NO2物質(zhì)的量相同 NO2 NaNO2,1普鈣是目前使用最廣泛的磷肥，其主要成分是( ) ACa5(PO4)3F BCa(H2PO4)2H2O和CaSO4 CCa3(PO4)2和CaHPO4 DCaHPO4和Ca(H2PO4)2 解析：普鈣的主要成分是Ca(H2PO4)2H2O和CaSO4. 答案：B,演練通道,2氮氣是空氣的主要組成部分，因此有科學(xué)家根據(jù)蒸汽機原理，設(shè)計制造出了液氮蒸汽機，從而達到環(huán)境保護的目的，其原理的主要依據(jù)是 ( ) AN2在空氣中燃燒放熱 BN2與H2反應(yīng)放熱 CN