高考化學新課標一輪復習配套課件 化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1、23 課課 堂堂 反反 饋饋課課 堂堂 探探 究究考考 點點 突突 破破 課課 時時 作作 業(yè)業(yè) 單元綜合測試單元綜合測試4堂堂課課探探 究究5解讀考綱考點考綱解讀化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系1.了解化學在水處理中的應用。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、精細化工在社會發(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。6基礎回扣 一、化工生產(chǎn)過程中的基本問題1依據(jù)化學反應原理確定生產(chǎn)過程(1)關于工業(yè)制硫酸的反應原理及過程，可從以下幾方面考慮：原料應該是自然界存在的含硫的物質(zhì)，如硫黃、黃鐵礦等；生產(chǎn)H

2、2SO4的主要化學過程可以分成SO2的生成和SO2轉(zhuǎn)化為SO3兩個階段。(2)工業(yè)上制硫酸主要分造氣、催化氧化和吸收三個階段。72生產(chǎn)中原料的選擇工業(yè)生產(chǎn)某種化工產(chǎn)品，選擇原料時要從多方面去考慮，如化學反應原理、廠址選擇、原料、能源、工業(yè)用水的供應能力、貯存、運輸、預處理成本及環(huán)境保護等。3生產(chǎn)中反應條件的控制對二氧化硫的催化氧化：(1)溫度條件。(2)壓強條件。(3)催化劑。84生產(chǎn)中的三廢處理(以硫酸生產(chǎn)為例)(1)尾氣吸收硫酸生產(chǎn)尾氣成分：SO2；處理試劑：石灰水、硫酸。(2)污水處理。(3)廢渣的利用。5能量的充分利用9102合成氨的基本生產(chǎn)過程三個步驟：造氣、凈化、合成。(1)制備合

3、成氨的原料氣；(2)原料氣的凈化；(3)氨的合成與分離。113合成氨工業(yè)的發(fā)展(1)原料及原料氣的凈化；(2)催化劑的改進；(3)環(huán)境保護。廢渣：用作建材和肥料的原料。廢氣：主要是H2S和CO2等有害氣體。廢液：主要是含氰化物和含氨的污水。12三、純堿的生產(chǎn)1氨堿法生產(chǎn)純堿氨堿法也稱索爾維制堿法，其原料是：食鹽、氨和二氧化碳。(1)制取碳酸氫鈉和氯化銨(2)制取碳酸鈉13(3)氨堿法生產(chǎn)純堿的優(yōu)缺點氨堿法的優(yōu)點：原料便宜易得，產(chǎn)品純度高、氨和部分二氧化碳可以循環(huán)使用、制造步驟簡單。氨堿法的缺點：食鹽的利用率低(約70%)，約有30%的NaCl留在母液中；產(chǎn)生了當時認為無用的氯化鈣。2聯(lián)合制堿法

4、(又稱侯氏制堿法)(1)將制堿中含氯的廢液與合成氨過程中的二氧化碳廢氣加以回收、利用，制成純堿和氯化銨化肥，使氨堿法與合成氨兩大工業(yè)聯(lián)合起來。(2)原料是食鹽、氨和二氧化碳。14(3)聯(lián)合制堿法的優(yōu)點：氯化鈉的利用率達96%以上；綜合利用了合成氨廠的二氧化碳；節(jié)省了設備；沒有難以處理的氯化鈣廢料。15四、化肥和農(nóng)藥1化肥為農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和鉀肥。2常見殺菌劑和消毒劑(1)農(nóng)藥石硫合劑：石灰和硫黃配制。(2)波爾多液：硫酸銅和石灰配制。(3)含氯化合物666(六氯化苯)和DDT(難代謝，污染環(huán)境)。(4)植物生長調(diào)節(jié)劑：例如乙烯可以催熟果實。16

5、(5)常用消毒劑：酒精溶液、碘酒、雙氧水、高錳酸鉀溶液、氯系消毒劑(氯氣、漂白粉、二氧化氯)、過氧乙酸溶液等。3化肥、農(nóng)藥的合理使用與環(huán)境保護(1)農(nóng)藥主要用于對有害生物的防治，但它們對周圍生物群落的影響是廣泛而復雜的，如能毒害水生生物和污染水源等；(2)不合理施用化肥會影響土壤的酸堿性和土壤結(jié)構(gòu)；過量的化肥會隨著雨水流入河流和湖泊，造成水體富營養(yǎng)化，產(chǎn)生水華等污染現(xiàn)象。17五、表面活性劑與精細化學品1肥皂可以用來去油污(1)肥皂的去污原理肥皂的成分：肥皂的化學成分為高級脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽。去污原理：在洗滌衣物時，肥皂、油污與水之間發(fā)生潤濕、乳化和起泡三種主要作用而達到去污的目的。18(2)肥

6、皂的生產(chǎn)原理：高級脂肪酸甘油酯在堿性條件下水解形成高級脂肪酸鹽(即肥皂)。工藝流程：192合成洗滌劑(1)表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉：(2)洗滌劑主要成分是表面活性劑，是能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì)，還含有助劑、殺菌劑、織物柔順劑等輔助成分。203肥皂與合成洗滌劑的比較(1)肥皂不適合在硬水中使用，而合成洗滌劑使用不受限制；(2)合成洗滌劑去污能力更強，并且適合洗衣機使用；合成洗滌劑的原料便宜；(3)制造合成洗滌劑的主要原料是石油裂解產(chǎn)品(烷烴、苯)，而制造肥皂的主要原料是油脂；(4)合成洗滌劑在自然界中不易被細菌分解，大量使用造成了水體污染，尤其含磷洗滌劑造成水體富營養(yǎng)化。214精細化學品及

7、其生產(chǎn)特點(1)精細化學品具有品種多、批量小、產(chǎn)值高等特點。(2)精細化工具有技術密集、附加值高等特點，主要體現(xiàn)在精細化學品研發(fā)階段投資高、生產(chǎn)工藝流程長、原料多、反應復雜和條件要求嚴格等方面，還具有技術保密性強、專利壟斷性強等特點。22點點考考突突 破破23243三設備：沸騰爐、接觸室、吸收塔254三工藝：(1)熱交換；(2)逆流操作；(3)原料的循環(huán)利用。5三條件(1)溫度：400500 ，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400500 的溫度。26(2)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(zhuǎn)化率提高不大，且加壓會

8、增大成本和能量消耗，而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高，實際生產(chǎn)采用常壓操作。(3)適當過量的空氣：目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率。27(2)能量的充分利用硫酸生產(chǎn)中的反應熱可用于預熱即將參加反應的SO2，還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量(供熱發(fā)電)。28二、化學原理在H2SO4生產(chǎn)中的應用1增大反應速率的措施(1)升高溫度；(2)使用催化劑；(3)燃料在沸騰爐中燃燒時，使原料粉碎，增大與空氣的接觸面積。292逆流原理的應用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。3031例1以黃

9、鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下：32請回答下列問題：(1)在爐氣制造中，生成SO2的化學方程式為_。(2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣_、_及干燥，如果爐氣不經(jīng)過精制，對SO2催化氧化的影響是_。33(3)精制爐氣(含SO2體積分數(shù)為7%、O2為11%、N2為82%)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關系如下圖所示。在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應的條件選擇常壓、450 左右(對應圖中A點)，而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應的反應條件，其原因分別是_、_。34(4)在SO2催化氧化設備中設置熱交換器的目的是_、_，從而充分利用能源。35解析(2)煅燒黃鐵礦制得的爐氣中含

10、有礦塵、砷、硒等的化合物，水蒸氣；應對爐氣進行除塵、水洗和干燥，避免催化劑中毒。(3)由圖可知，該反應在低溫下進行SO2轉(zhuǎn)化率高，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400500 的溫度。在高壓下進行也有利于該反應正向進行，但增大壓強對SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大，且加壓會增大成本和能量消耗，而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高，實際生產(chǎn)采用常壓操作。(4)SO2和O2反應為放熱反應，而經(jīng)凈化后的爐氣需要加熱，故可通過熱交換器，對冷的SO2、O2加熱，達到充分利用能源的作用。36(2)除塵水洗礦塵、砷、硒等的化合物使催化劑中毒，水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響(3)不選B點，因為壓強越大對設備的投資大

11、，消耗的動能大；SO2原料的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已是97%左右，再提高壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小，所以采用1個大氣壓不選C點，因為溫度越低，SO2轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用受影響，450 時，催化劑的催化效率最高(4)利用反應放出的熱量預熱原料氣體上層反應氣經(jīng)熱交換器溫度降到400500 進入下層使反應更加完全37特別提醒工業(yè)上用98%的H2SO4溶液吸收SO3，是因為用水吸收會產(chǎn)生酸霧，腐蝕設備。煅燒黃鐵礦制得的爐氣中含有三種有害雜質(zhì)：礦塵，砷、硒等化合物，水蒸氣；對應三個凈化過程：除塵、水洗和干燥，避免催化劑中毒。3839(3)催化劑使用催化劑可加快化學反應速率，但

12、不影響化學平衡采用以鐵為主的催化劑。40(4)循環(huán)操作合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作，混合氣體通過冷凝器，使氨液化，將氨分離出來，并將沒有反應的N2和H2經(jīng)過循環(huán)壓縮機，再送入合成塔，使其被充分利用。412“三廢”處理(1)廢渣：主要是煤渣和炭黑，可用作制造肥料的原料和建筑材料。(2)廢氣：主要是H2S、SO2和CO2等有害氣體，可用直接氧化法、循環(huán)法等回收技術處理，CO2可作為生成尿素和碳酸銨的原料。(3)廢液：主要是含氰化物和氨的污水。處理氰化物主要有生化、化學沉淀、反吹回爐等方法，處理含氨的廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法。42例2利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：43依據(jù)上述流程

13、，完成下列填空：( 1 ) 天 然 氣 脫 硫 時 的 化 學 方 程 式 是_。(2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9 n mol，產(chǎn)生H2_mol(用含n的代數(shù)式表示)。(3)K2CO3(aq)和CO2反應在加壓下進行，加壓的理論依據(jù)是_。A相似相溶原理B勒夏特列原理C酸堿中和原理44( 4 ) 由 K H C O3分 解 得 到 的 C O2可 以 用 于_(寫出CO2的一種重要用途)。(5)整個流程有三處循環(huán)，一處是Fe(OH)3的循環(huán)，另一處是K2CO3(aq)的循環(huán)，請在上述流程中標出第三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì))。454647483生產(chǎn)過程第一步：二者基本相同。將

14、NH3通入飽和食鹽水形成氨鹽水，再通入CO2生成NaHCO3沉淀，經(jīng)過濾、洗滌得到NaHCO3微小晶體，再煅燒制得純堿產(chǎn)品，其濾液是含有NH4Cl和NaCl的溶液。第二步： 49(2)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，并通入氨氣，可以使氯化銨單獨結(jié)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溶液，已基本上是氯化鈉的飽和溶液，可循環(huán)使用。504綜合評價(1)氨堿法：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)，但原料食鹽的利用率低，過程中產(chǎn)生了沒多大用途且難以處理的CaCl2。(2

15、)聯(lián)合制堿法：食鹽的利用率較高，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)出兩種重要的產(chǎn)品純堿和氯化銨；過程中不生成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。51例3侯氏制堿法的步驟如下：試回答下列問題：(1)若上述懸濁液中含NaHCO3和NH4Cl，則和 兩 步 反 應 的 總 反 應 方 程 式 為_。(2)由上面的反應原理可知NaCl比NaHCO3的溶解度_。52( 3 ) 操 作 、 不 能 顛 倒 的 原 因 是_。( 4 ) 的 操 作 叫 _ _ _ _ _ _ _ _ ， 的 操 作 叫_。5354堂堂課課反反

16、饋饋551在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，SO3的吸收過程是在吸收塔(如圖)中進行的，吸收塔里還裝入大量瓷環(huán)。下列有關SO3說法中，錯誤的是()56A從處通入SO3，整個吸收操作采取逆流的形式B從處噴下濃硫酸，瓷環(huán)的作用是增大接觸面積C從處導出的氣體只含有少量SO2，可直接排入大氣D從處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的硫酸答案C解析選項C，SO2是一種大氣污染物，需回收利用。572下列有關肥皂的敘述中錯誤的是()A肥皂與純堿的去污原理相同B肥皂可以加速油污在水中的分散C肥皂是油脂在堿性條件下水解生成的D肥皂主要成分的分子中含有親油基團和親水基團答案A解析A中純堿的去污原理是堿性條件使油污水解，去污原理與肥皂不同

17、；其他均為正確的敘述。583海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)、能源和水產(chǎn)資源等(如下圖所示)，5960答案B解析氯堿工業(yè)是指在工業(yè)上電解飽和氯化鈉溶液制備氫氧化鈉與氯氣、氫氣，再進一步生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，A項錯誤；反應為：Br2SO22H2O=H2SO42HBr，溴元素被還原，C選項錯誤；粗鹽提純的順序中要特別注意Na2CO3溶液在BaCl2溶液后面加入，D選項錯誤。614工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如下圖：62(1)在催化反應室，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有_。A升高溫度B減小壓強C不斷補充空氣 D及時分離出SO3(2)在生產(chǎn)中，為提高催化劑效率采取了哪些措施？_。A凈化氣體B控制溫度在400 500 C增大催化劑與反應氣體的接觸面積D不斷補充空氣6364(5)生產(chǎn)硫酸過程中的尾氣通常用氨水吸收，請寫 出 該 反 應 的 化 學 反 應 方 程 式_。答案(1)C、D(2)A、B、C(3)在1 atm和298 K條件下，2 mol SO2和1 mol O2完全反應生成2 mol SO3，放出196.6 kJ熱量，該反