高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件：走進(jìn)化學(xué)工業(yè)

1、第1頁 共 106 頁選修選修化學(xué)與技術(shù)化學(xué)與技術(shù)第二十章第二十章 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)走進(jìn)化學(xué)工業(yè)學(xué)案學(xué)案45 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)走進(jìn)化學(xué)工業(yè)第2頁 共 106 頁輕松學(xué)教材輕松學(xué)教材第3頁 共 106 頁一一 化工原理在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用化工原理在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.化學(xué)原理與硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程化學(xué)原理與硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程第4頁 共 106 頁2.化學(xué)原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用化學(xué)原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)增大反應(yīng)速率的措施增大反應(yīng)速率的措施升高溫度升高溫度;使用催化劑使用催化劑;在沸騰爐中燃料燃燒時(shí)在沸騰爐中燃料燃燒時(shí),將原料將原料粉碎粉碎,增大與空氣的接觸面積增大與空氣的接觸面積 (2)逆流原理的應(yīng)

2、用逆流原理的應(yīng)用沸騰爐中原料從爐頂落下沸騰爐中原料從爐頂落下,熱空氣從爐底吹入熱空氣從爐底吹入,使原料與助燃使原料與助燃?xì)怏w充分接觸氣體充分接觸,反應(yīng)進(jìn)行徹底反應(yīng)進(jìn)行徹底;吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán)吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán)(片片),濃硫酸從塔頂噴下濃硫酸從塔頂噴下,三氧化硫氣體從塔底吹入三氧化硫氣體從塔底吹入,提高吸提高吸收程度收程度 第5頁 共 106 頁(3)熱交換原理的應(yīng)用熱交換原理的應(yīng)用由于由于 是放熱反應(yīng)是放熱反應(yīng),在接觸室內(nèi)使用熱交換器在接觸室內(nèi)使用熱交換器,用反應(yīng)后熱的氣體預(yù)熱接觸室的原料氣用反應(yīng)后熱的氣體預(yù)熱接觸室的原料氣,達(dá)到節(jié)約能源達(dá)到節(jié)約能源,降降低生產(chǎn)成本的目的低生產(chǎn)成本

3、的目的 (4)循環(huán)操作原理的應(yīng)用循環(huán)操作原理的應(yīng)用由于由于 是可逆反應(yīng)是可逆反應(yīng),尾氣中還有一定的尾氣中還有一定的SO2和和O2,再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室,提高原料利用提高原料利用率率,同時(shí)減少廢氣排放同時(shí)減少廢氣排放 2232SOO2SO2232SOO2SO第6頁 共 106 頁特別提醒特別提醒:在生產(chǎn)中常用過量空氣是為了增大在生產(chǎn)中常用過量空氣是為了增大O2的濃度的濃度,提提高高SO2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率 常用濃常用濃H2SO4而不用水吸收而不用水吸收SO3,是由于水與是由于水與SO3反應(yīng)易形反應(yīng)易形成酸霧成酸霧,吸收速度慢吸收速度慢,且腐蝕設(shè)備

4、且腐蝕設(shè)備 3.生產(chǎn)中的生產(chǎn)中的“三廢三廢”處理處理(1)尾氣吸收尾氣吸收H2SO4工業(yè)的尾氣主要是工業(yè)的尾氣主要是SO2 SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O第7頁 共 106 頁 (2)污水處理污水處理不同化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污水不同化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污水,雜質(zhì)不同雜質(zhì)不同,要根據(jù)雜質(zhì)的性質(zhì)要根據(jù)雜質(zhì)的性質(zhì)不同不同,采用不同的物理化學(xué)方法采用不同的物理化學(xué)方法,如酸堿中和法如酸堿中和法 重金屬離重金屬離子沉淀法等子沉淀法等 (3)廢渣的處理廢渣的處理根據(jù)廢渣的成分進(jìn)行綜合利用根據(jù)廢渣的成分進(jìn)行綜合利用 如硫酸工業(yè)的廢渣可用來作如硫酸工業(yè)

5、的廢渣可用來作為煉鐵的原料為煉鐵的原料 提煉貴重的有色金屬提煉貴重的有色金屬 作水泥原料或用于作水泥原料或用于建筑材料建筑材料 第8頁 共 106 頁二二 合成氨工業(yè)生產(chǎn)及適宜條件的選擇合成氨工業(yè)生產(chǎn)及適宜條件的選擇1.反應(yīng)原理反應(yīng)原理2.基本生產(chǎn)過程基本生產(chǎn)過程(1)造氣造氣N2:來源于空氣來源于空氣 ( ); 223Ng3Hg2NHgH0高溫高壓催化劑:222422HCH OCOHCHH OCO3H高溫高溫催化劑第9頁 共 106 頁 232242222223223 2H S:NH H OH S=NH HSH OCO:COH OHCOCO :K COCOH O=2KHCO凈化除去除去高溫除

6、去第10頁 共 106 頁 (3)合成合成:使原料氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)合成氨使原料氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)合成氨 及時(shí)分離出氨氣及時(shí)分離出氨氣,剩余氣體再送剩余氣體再送回合成塔回合成塔,循環(huán)利用循環(huán)利用 (4)“三廢三廢”處理處理廢渣廢渣:主要是煤渣和炭黑主要是煤渣和炭黑,可用作肥料的原料和建筑材料可用作肥料的原料和建筑材料 廢氣廢氣:主要是主要是H2S SO2和和CO等有害氣體等有害氣體 可用直接氧化法可用直接氧化法 循環(huán)法等循環(huán)法等回收技術(shù)處理回收技術(shù)處理,CO2可作為生成尿素和碳銨的原料可作為生成尿素和碳銨的原料 廢液廢液:主要是含氰化物和氨的污水主要是含氰化物和氨的污水 處理氰化物主要有生化處理氰化物

7、主要有生化 化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 反吹回爐等方法反吹回爐等方法 處理含氨的廢水處理含氨的廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法可用蒸餾回收和離子交換等方法 第11頁 共 106 頁3.適宜條件的選擇適宜條件的選擇要考慮實(shí)際生產(chǎn)中的動(dòng)力要考慮實(shí)際生產(chǎn)中的動(dòng)力 材料材料 設(shè)備等因素設(shè)備等因素,以取得最佳以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益 (1)壓強(qiáng)壓強(qiáng)(2)溫度溫度 第12頁 共 106 頁(3)催化劑催化劑使用催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率使用催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率,但不影響化學(xué)平衡但不影響化學(xué)平衡采用以采用以鐵為主的催化劑鐵為主的催化劑 (4)循環(huán)操作循環(huán)操作合成氨轉(zhuǎn)化率較低合成氨轉(zhuǎn)化率較低,要采用循環(huán)操作要采用循

8、環(huán)操作 混合氣體通過冷凝器混合氣體通過冷凝器,使氨液化使氨液化,將氨分離出來將氨分離出來,并將沒有完全反應(yīng)的并將沒有完全反應(yīng)的N2和和H2經(jīng)過經(jīng)過循環(huán)壓縮機(jī)循環(huán)壓縮機(jī),再送入合成塔再送入合成塔,使其被充分利用使其被充分利用 合成氨工業(yè)合成氨工業(yè)發(fā)展的研究方向有兩個(gè)方面發(fā)展的研究方向有兩個(gè)方面:第13頁 共 106 頁特別提醒特別提醒:合成氨原料中的氮?dú)鈦碓磸V泛合成氨原料中的氮?dú)鈦碓磸V泛,擴(kuò)大氫氣原料的擴(kuò)大氫氣原料的來源以降低成本來源以降低成本 反應(yīng)過程中的工藝條件常決定于催化劑的性能反應(yīng)過程中的工藝條件常決定于催化劑的性能 研究高效研究高效的新型催化劑的新型催化劑,以改變反應(yīng)條件以改變反應(yīng)條件

9、 第14頁 共 106 頁三三 氨堿法與聯(lián)合制堿法的比較氨堿法與聯(lián)合制堿法的比較1.原料原料氨堿法氨堿法:食鹽食鹽 氨氣氨氣 石灰石石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法:食鹽食鹽 氨氣氨氣 二氧化碳二氧化碳(合成氨廠的廢氣合成氨廠的廢氣)2.主要反應(yīng)原理主要反應(yīng)原理二者基本相同二者基本相同: 3223432322NaClNHCOH ONaHCONH Cl2NaHCONa COCOH O第15頁 共 106 頁3.生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程第一步第一步:二者基本相同二者基本相同;將將NH3通入飽和食鹽水形成氨鹽水通入飽和食鹽水形成氨鹽水,再再通入通入CO2生成

10、生成NaHCO3沉淀沉淀,經(jīng)過濾經(jīng)過濾 洗滌得到洗滌得到NaHCO3微微小晶體小晶體,再煅燒制得純堿產(chǎn)品再煅燒制得純堿產(chǎn)品,其濾液是含有其濾液是含有NH4Cl和和NaCl的溶液的溶液 第二步第二步:氨堿法氨堿法:NaHCO3分解放出的分解放出的 濾液濾液(含含NH4Cl)與石灰乳混合加熱產(chǎn)生的氨氣回收循環(huán)利用與石灰乳混合加熱產(chǎn)生的氨氣回收循環(huán)利用CaO+H2OFY=Ca(OH)2 () 232322CO2NaHCONa COCOH O ()C 422322NH ClCa OHaCl2NH2H O 第16頁 共 106 頁聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法:在低溫條件下在低溫條件下,向?yàn)V液中加入細(xì)粉狀的氯化鈉

11、向?yàn)V液中加入細(xì)粉狀的氯化鈉,并并通入氨氣通入氨氣,可以使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶沉淀析出可以使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶沉淀析出,經(jīng)過濾經(jīng)過濾 洗滌洗滌和干燥即得氯化銨產(chǎn)品和干燥即得氯化銨產(chǎn)品 此時(shí)濾出氯化銨沉淀后所得的濾此時(shí)濾出氯化銨沉淀后所得的濾液液,已基本上是氯化鈉的飽和溶液已基本上是氯化鈉的飽和溶液,可循環(huán)使用可循環(huán)使用 第17頁 共 106 頁4.綜合評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)(1)氨堿法氨堿法:優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):原料原料(食鹽和石灰石食鹽和石灰石)便宜便宜;產(chǎn)品純堿的純度產(chǎn)品純堿的純度高高;副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用;制造步驟簡制造步驟簡單單,適合于大規(guī)模生產(chǎn)適合于大規(guī)模生產(chǎn) 缺

12、點(diǎn)缺點(diǎn):原料食鹽的利用率低原料食鹽的利用率低,大約大約70%74%,其余的食鹽隨其余的食鹽隨CaCl2溶液作為廢液被拋棄溶液作為廢液被拋棄;過程中產(chǎn)生了沒多大用途且難過程中產(chǎn)生了沒多大用途且難以處理的以處理的CaCl2 第18頁 共 106 頁(2)聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法:使食鹽的利用率提高到使食鹽的利用率提高到96%以上以上,應(yīng)用同量的應(yīng)用同量的食鹽比氨堿法生產(chǎn)的純堿多食鹽比氨堿法生產(chǎn)的純堿多 另外它綜合利用了合成氨廠另外它綜合利用了合成氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子的二氧化碳和堿廠的氯離子,同時(shí)生產(chǎn)出兩種產(chǎn)品同時(shí)生產(chǎn)出兩種產(chǎn)品純純堿和氯化銨堿和氯化銨;過程中不生成沒多大用途又難以處理的過程中不

13、生成沒多大用途又難以處理的CaCl2,減少了對(duì)環(huán)境的污染減少了對(duì)環(huán)境的污染,并且大大降低了純堿和氮肥的成本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)越性充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性 第19頁 共 106 頁四四 幾種氮肥的比較幾種氮肥的比較第20頁 共 106 頁第21頁 共 106 頁第22頁 共 106 頁體驗(yàn)熱身體驗(yàn)熱身第23頁 共 106 頁1.與氨堿法比較與氨堿法比較,下列關(guān)于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的判斷中不正確的下列關(guān)于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的判斷中不正確的是是( )A.提高了原料的原子利用率提高了原料的原子利用率 B.降低了生產(chǎn)成本降低了生產(chǎn)成本C.減少了環(huán)境污染減少了環(huán)境

14、污染D.減輕了對(duì)設(shè)備的腐蝕減輕了對(duì)設(shè)備的腐蝕答案答案:D解析解析:由于聯(lián)合制堿法在生產(chǎn)過程中所需的氨和二氧化碳都由于聯(lián)合制堿法在生產(chǎn)過程中所需的氨和二氧化碳都是由合成氨廠提供是由合成氨廠提供,從濾出碳酸氫鈉后所得的母液中可回從濾出碳酸氫鈉后所得的母液中可回收氯化銨收氯化銨,因此它提高了原料的原子利用率因此它提高了原料的原子利用率,降低了生產(chǎn)成降低了生產(chǎn)成本本,因此因此A B正確正確 由于不產(chǎn)生不能利用的氯化鈣由于不產(chǎn)生不能利用的氯化鈣,所以減所以減少了環(huán)境污染少了環(huán)境污染,C正確正確 由于增加了物質(zhì)的循環(huán)利用由于增加了物質(zhì)的循環(huán)利用,所以所以會(huì)加重會(huì)加重“對(duì)設(shè)備的腐蝕對(duì)設(shè)備的腐蝕”,D錯(cuò)誤錯(cuò)誤

15、 第24頁 共 106 頁2.采用循環(huán)操作可提高原料利用率采用循環(huán)操作可提高原料利用率,下列工業(yè)生產(chǎn)中下列工業(yè)生產(chǎn)中,沒有采沒有采用循環(huán)操作的是用循環(huán)操作的是( )A.硫酸工業(yè)硫酸工業(yè)B.合成氨工業(yè)合成氨工業(yè)C.硝酸工業(yè)硝酸工業(yè)D.氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)答案答案:C解析解析:硫酸工業(yè)及合成氨工業(yè)的反應(yīng)中都有可逆反應(yīng)硫酸工業(yè)及合成氨工業(yè)的反應(yīng)中都有可逆反應(yīng),采用循采用循環(huán)操作將尾氣中原料氣分離再重新進(jìn)行反應(yīng)環(huán)操作將尾氣中原料氣分離再重新進(jìn)行反應(yīng) 氯堿工業(yè)中氯堿工業(yè)中,電解飽和食鹽水后電解飽和食鹽水后,從陽極室流出的淡鹽水等也可循環(huán)應(yīng)從陽極室流出的淡鹽水等也可循環(huán)應(yīng)用用 硝酸工業(yè)中硝酸工業(yè)中,采用通入過

16、量采用通入過量O2,使使NO全部被氧化全部被氧化,所以所以不采用循環(huán)操作不采用循環(huán)操作 第25頁 共 106 頁3.以天然氣以天然氣 焦炭焦炭 水水 空氣為初始原料空氣為初始原料,可以制得若干化工可以制得若干化工產(chǎn)品產(chǎn)品:第26頁 共 106 頁請(qǐng)回答下列問題請(qǐng)回答下列問題:(1)合 成氨 中 原 料 氣 體合 成氨 中 原 料 氣 體 N2來 源 于 空 氣來 源 于 空 氣 ,可 采 用 將 空 氣可 采 用 將 空 氣_和和_兩種方法兩種方法,H2可采用上述反應(yīng)可采用上述反應(yīng)獲得獲得,其化學(xué)方程式為其化學(xué)方程式為_ 降溫分離降溫分離 氧燃燒氧燃燒 4222CH2H OCO4H催化劑高溫第

17、27頁 共 106 頁(2)對(duì)于合成氨對(duì)于合成氨N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H0,其中其中N2與與H2體積比高于體積比高于1 3的原因是的原因是_;及及時(shí)分離時(shí)分離NH3的方法是的方法是_ (3)制取制取NH4NO3時(shí)時(shí),NH3的用途有兩種的用途有兩種,制制HNO3的量大于與的量大于與HNO3反應(yīng)的量的原因是反應(yīng)的量的原因是_ (4)發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為的化學(xué)方程式為_ (5)發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)生成生成C8H18的化學(xué)方程式為的化學(xué)方程式為_ 高溫高壓催化劑制制H2的成本高于制的成本高于制N2,為了提高為了提高H2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率,可以提高可以提高N2的加入量的加入量 冷

18、卻使冷卻使NH3液化液化 NH3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為HNO3的過程中的過程中,發(fā)生發(fā)生3NO2+H2O=2HNO3+NO反應(yīng)及各步反應(yīng)有損反應(yīng)及各步反應(yīng)有損失失,用于制用于制HNO3的的NH3量應(yīng)較大量應(yīng)較大23222CO2NHC O NHH O一定條件828CO 17HC H188H O443 473KCO第28頁 共 106 頁解析解析:(1)由空氣中獲得由空氣中獲得N2,去掉去掉O2,可采用降溫分離空氣或氧可采用降溫分離空氣或氧燃燒法燃燒法 制取制取H2的反應(yīng)的反應(yīng)為為 (2)由于原料氣由于原料氣H2制取比制取比N2成本高成本高,為了使為了使H2的轉(zhuǎn)化率提高的轉(zhuǎn)化率提高,可可提高提高N2的加入量

19、的加入量,故故N2與與H2加入體積比高于加入體積比高于1 3;及時(shí)分離及時(shí)分離NH3,使化學(xué)平衡向右進(jìn)行使化學(xué)平衡向右進(jìn)行,可以使可以使NH3冷卻液化分離冷卻液化分離 4222CH2H OCO4H催化劑高溫第29頁 共 106 頁 ( 3 ) 由 于由 于 N H3轉(zhuǎn) 化 為轉(zhuǎn) 化 為 H N O3的 過 程 中 發(fā) 生 了 反的 過 程 中 發(fā) 生 了 反應(yīng)應(yīng):3NO2+H2O=2HNO3+NO及各步反應(yīng)有損失及各步反應(yīng)有損失,一般應(yīng)一般應(yīng)為制為制HNO3時(shí)時(shí)NH3用量較大用量較大 (4)根據(jù)反應(yīng)條件信息及元素守恒根據(jù)反應(yīng)條件信息及元素守恒,反應(yīng)反應(yīng)應(yīng)為應(yīng)為:(5)根據(jù)反應(yīng)條件信息及元素守恒

20、根據(jù)反應(yīng)條件信息及元素守恒,反應(yīng)反應(yīng)應(yīng)為應(yīng)為:()23222CO2NHCO NHH O一定條件28182Co8CO17HC H8H O443473 K第30頁 共 106 頁4.研究表明研究表明,土壤的酸堿性及土壤中營養(yǎng)元素的多少會(huì)影響農(nóng)土壤的酸堿性及土壤中營養(yǎng)元素的多少會(huì)影響農(nóng)作物及花草樹木的生長作物及花草樹木的生長 (1)月季花適宜在酸性土壤中生長月季花適宜在酸性土壤中生長,若提供下列氮肥品種若提供下列氮肥品種,最好最好選用選用_,其原因是其原因是_ A.尿素尿素 B.碳酸氫銨碳酸氫銨 C.硫酸銨硫酸銨 D.氨水氨水(2)小明家責(zé)任田里的莊稼生長不茂盛小明家責(zé)任田里的莊稼生長不茂盛,葉色淡

21、綠葉色淡綠 莖葉細(xì)小莖葉細(xì)小,同時(shí)還出現(xiàn)了不同程度的倒伏現(xiàn)象同時(shí)還出現(xiàn)了不同程度的倒伏現(xiàn)象 請(qǐng)問請(qǐng)問:小明家的莊稼缺兩種營養(yǎng)元素小明家的莊稼缺兩種營養(yǎng)元素,它們是它們是_(填填“N”“P”“K”或或“微量元素微量元素”) C 硫酸銨水解顯酸性硫酸銨水解顯酸性N K 第31頁 共 106 頁某公司的化肥價(jià)格如下表某公司的化肥價(jià)格如下表:化肥化肥尿素尿素CO(NH2)2碳酸氫銨碳酸氫銨磷礦粉磷礦粉Ca3(PO4)2價(jià)格價(jià)格/(元元t-1) 1 200350150化肥化肥過磷酸鈣過磷酸鈣Ca(H2PO4)2氯化鉀氯化鉀硫酸鉀硫酸鉀價(jià)格價(jià)格/(元元t-1)250650800第32頁 共 106 頁在考

22、慮既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又解決問題的條件下在考慮既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又解決問題的條件下,你認(rèn)為小明應(yīng)購買的你認(rèn)為小明應(yīng)購買的化肥是化肥是_(填化學(xué)式填化學(xué)式) NH4HCO3 KCl 第33頁 共 106 頁解析解析:(1)四種肥料中四種肥料中,尿素顯中性尿素顯中性,NH4HCO3接近中性接近中性,氨水顯氨水顯堿性堿性,(NH4)2SO4為強(qiáng)酸弱堿鹽為強(qiáng)酸弱堿鹽,顯酸性顯酸性 (2)根據(jù)根據(jù)N P K營養(yǎng)元素對(duì)農(nóng)作物的生長作用營養(yǎng)元素對(duì)農(nóng)作物的生長作用,可判斷莊稼可判斷莊稼缺缺N K元素元素,從該公司提供的化肥價(jià)格看從該公司提供的化肥價(jià)格看,花同樣的錢購買花同樣的錢購買化肥化肥,碳酸氫銨中碳酸氫銨中N元素的質(zhì)量高于

23、尿素的元素的質(zhì)量高于尿素的,KCl中中K元素的元素的質(zhì)量高于質(zhì)量高于K2SO4的的 第34頁 共 106 頁重點(diǎn)探究重點(diǎn)探究第35頁 共 106 頁化學(xué)原理在化學(xué)原理在H2SO4生產(chǎn)中的應(yīng)用生產(chǎn)中的應(yīng)用1.化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理(1)增大化學(xué)反應(yīng)速率措施增大化學(xué)反應(yīng)速率措施:升高溫度升高溫度;使用催化劑使用催化劑;在沸在沸騰爐中燃料燃燒時(shí)騰爐中燃料燃燒時(shí),使原料粉碎使原料粉碎,增大空氣的接觸面積增大空氣的接觸面積 (2)促進(jìn)促進(jìn)SO2的催化氧化正向移動(dòng)措施的催化氧化正向移動(dòng)措施:通入過量空氣通入過量空氣,增大增大O2濃度濃度,促進(jìn)平衡正移促進(jìn)平衡正移 2.逆流原理

24、逆流原理沸騰爐中原料從爐頂落下沸騰爐中原料從爐頂落下,熱空氣中爐底吹入熱空氣中爐底吹入,使原料與可燃使原料與可燃?xì)怏w充分接觸氣體充分接觸,反應(yīng)進(jìn)行徹底充分反應(yīng)進(jìn)行徹底充分;吸收塔中使用大量耐酸吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán)瓷環(huán)(片片),濃硫酸從塔頂噴下濃硫酸從塔頂噴下,三氧化硫氣體從塔底吹入三氧化硫氣體從塔底吹入,提提高吸收程度高吸收程度 第36頁 共 106 頁3.熱交換原理熱交換原理由于由于2SO2+O2 2SO3是放熱反應(yīng)是放熱反應(yīng),在接觸室內(nèi)使用熱交換在接觸室內(nèi)使用熱交換器器,用反應(yīng)后的氣體預(yù)熱接觸室的原料氣用反應(yīng)后的氣體預(yù)熱接觸室的原料氣,達(dá)到節(jié)約能源達(dá)到節(jié)約能源,降降低生成成本的目的低生

25、成成本的目的 4.循環(huán)操作原理循環(huán)操作原理由于由于2SO2+O2 2SO3是可逆反應(yīng)是可逆反應(yīng),尾氣中還有一定的尾氣中還有一定的SO2和和O2,再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室,提高原料提高原料利用率利用率,同時(shí)減少廢氣排放同時(shí)減少廢氣排放 第37頁 共 106 頁侯氏制堿法侯氏制堿法1.反應(yīng)原理反應(yīng)原理侯氏聯(lián)合制堿法侯氏聯(lián)合制堿法,是將合成氨工業(yè)和制堿工業(yè)聯(lián)合起來是將合成氨工業(yè)和制堿工業(yè)聯(lián)合起來,以煤以煤為原料制得碳銨為原料制得碳銨,碳銨再與氯化鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)碳銨再與氯化鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng),生成碳生成碳酸氫鈉和氯化銨酸氫鈉和氯化銨 根據(jù)氯化銨在常溫時(shí)的

26、溶解度比氯化鈉根據(jù)氯化銨在常溫時(shí)的溶解度比氯化鈉大大 , 而 在 低 溫 時(shí) 卻 比 氯 化 鈉 溶 解 度 小 的 原 理而 在 低 溫 時(shí) 卻 比 氯 化 鈉 溶 解 度 小 的 原 理 , 在在278283K(510)時(shí)時(shí),向母液中加入磨細(xì)的食鹽粉末向母液中加入磨細(xì)的食鹽粉末,使氯使氯化銨單獨(dú)析出化銨單獨(dú)析出 第38頁 共 106 頁2.有關(guān)反應(yīng)方程式有關(guān)反應(yīng)方程式NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3 323222NaHCONa COH OCO煅燒第39頁 共 106 頁3.該法的優(yōu)點(diǎn)該法的優(yōu)點(diǎn)保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除

27、了它的缺點(diǎn)消除了它的缺點(diǎn),使食鹽的利用率提高使食鹽的利用率提高到到96%;NH4Cl可作氮肥可作氮肥;可與合成氨廠聯(lián)合可與合成氨廠聯(lián)合,使合成氨的原使合成氨的原料氣料氣CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2,消除了消除了CaCO3制制CO2這一工序這一工序 第40頁 共 106 頁命題聚焦命題聚焦第41頁 共 106 頁聚焦聚焦1 接觸法生產(chǎn)硫酸的原理接觸法生產(chǎn)硫酸的原理【例【例1】 工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí),利用催化氧化反應(yīng)將利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟是一個(gè)關(guān)鍵步驟,壓強(qiáng)及溫度對(duì)壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下轉(zhuǎn)化率的影響如下表表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為原料氣各成分

28、的體積分?jǐn)?shù)為:SO27%,O211%,N282%):第42頁 共 106 頁0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4 壓壓 強(qiáng)強(qiáng) / M P a轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率/% 溫度溫度/ 第43頁 共 106 頁(1)已知已知SO2的氧化是放熱反應(yīng)的氧化是放熱反應(yīng),如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論論?_;(2)在在400500 時(shí)時(shí),SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓的催化氧化采用常壓而不是高壓,主主要原因是要原因是_;(3)選擇適宜的催化劑選擇適宜的催化劑,是否可以提高是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率的

29、轉(zhuǎn)化率?_(填填“是是”或或“否否”),是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量量?_(填填“是是”或或“否否”);壓強(qiáng)一定時(shí)壓強(qiáng)一定時(shí),溫度升高溫度升高,SO2的轉(zhuǎn)化率下降的轉(zhuǎn)化率下降,說明升溫有利于逆反應(yīng)的進(jìn)行說明升溫有利于逆反應(yīng)的進(jìn)行,所以正反所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng)增大壓強(qiáng)對(duì)提高增大壓強(qiáng)對(duì)提高SO2轉(zhuǎn)化率無顯著影響轉(zhuǎn)化率無顯著影響,反而會(huì)增加成本反而會(huì)增加成本否否 否否 第44頁 共 106 頁(4)為提高為提高SO3吸收率吸收率,實(shí)際生產(chǎn)中用實(shí)際生產(chǎn)中用_吸收吸收SO3;(5)已知已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);H=-196.6 kJmol

30、-1,計(jì)算計(jì)算每生產(chǎn)每生產(chǎn)1萬噸萬噸98%硫酸所需要的硫酸所需要的SO3質(zhì)量和由質(zhì)量和由SO2生產(chǎn)這些生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量所放出的熱量 第45頁 共 106 頁(4)為提高為提高SO3吸收率吸收率,實(shí)際生產(chǎn)中用實(shí)際生產(chǎn)中用_吸收吸收SO3;(5)已知已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);H=-196.6 kJmol-1,計(jì)算計(jì)算每生產(chǎn)每生產(chǎn)1萬噸萬噸98%硫酸所需要的硫酸所需要的SO3質(zhì)量和由質(zhì)量和由SO2生產(chǎn)這些生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量所放出的熱量 98.3%的硫酸的硫酸 8.0103 t 9.83109 kJ 第46頁 共 106 頁解析解析:(1)據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知據(jù)表

31、中的數(shù)據(jù)可知:當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí),升高溫度升高溫度,SO2的轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化率下降化率下降,說明升溫有利于逆反應(yīng)的進(jìn)行說明升溫有利于逆反應(yīng)的進(jìn)行,則逆反應(yīng)是吸熱則逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng) (2)由表中由表中0.1 MPa下下,400500 時(shí)時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率已高達(dá)的轉(zhuǎn)化率已高達(dá)93.5%99.2%,故加壓使故加壓使SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大的轉(zhuǎn)化率提高不大,但會(huì)增加但會(huì)增加成本及動(dòng)力成本及動(dòng)力 設(shè)備要求設(shè)備要求,得不償失得不償失 (3)催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,但對(duì)平衡狀態(tài)無影響但對(duì)平衡狀態(tài)無影響,故對(duì)故對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)放出的熱量無影

32、響的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)放出的熱量無影響 (4)為防止形成酸霧為防止形成酸霧,用濃用濃H2SO4吸收吸收SO2可提高吸收效率可提高吸收效率 第47頁 共 106 頁第48頁 共 106 頁聚焦聚焦2 氨的合成以及氮肥工業(yè)中的化學(xué)氨的合成以及氮肥工業(yè)中的化學(xué)【例【例2】 某化學(xué)學(xué)習(xí)小組決定在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)原理制某化學(xué)學(xué)習(xí)小組決定在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)原理制備少量氨氣備少量氨氣,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):第49頁 共 106 頁連接好裝置并檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后連接好裝置并檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后,制備少量氫氣并檢制備少量氫氣并檢驗(yàn)氫氣純度驗(yàn)氫氣純度;用氫氣將空氣中的氧氣消耗掉用氫氣將空氣中的氧氣消耗

33、掉,得到氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w得到氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w;用鐵觸媒催化使氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣用鐵觸媒催化使氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣;檢驗(yàn)氨氣的生成檢驗(yàn)氨氣的生成 第50頁 共 106 頁.檢驗(yàn)氫氣純度的目的是檢驗(yàn)氫氣純度的目的是_; . 上 述 各 裝 置 的 接 口 正 確 的 連 接 順 序 為上 述 各 裝 置 的 接 口 正 確 的 連 接 順 序 為_; . 操 作操 作 時(shí)時(shí) , 彈 簧 夾彈 簧 夾 a b c 的 開的 開 關(guān) 情 況 為關(guān) 情 況 為_,如何判斷氧氣已經(jīng)完全被消耗掉如何判斷氧氣已經(jīng)完全被消耗掉_;.在步驟在步驟中中,先加熱鐵觸媒先加熱鐵觸媒,后通混合氣體的原因是后

34、通混合氣體的原因是_,反應(yīng)管反應(yīng)管D中發(fā)生反應(yīng)的中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是化學(xué)方程式是_;防止因?yàn)闅錃獠患兌l(fā)生爆炸防止因?yàn)闅錃獠患兌l(fā)生爆炸 關(guān)閉彈簧夾關(guān)閉彈簧夾b c,打開打開a 氫氣在氫氣在C瓶內(nèi)燃燒瓶內(nèi)燃燒,火焰熄滅時(shí)火焰熄滅時(shí),證明氧氣完全被消耗掉證明氧氣完全被消耗掉 鐵觸媒在較高溫度時(shí)活性增大鐵觸媒在較高溫度時(shí)活性增大,加快氨合成的反應(yīng)速率加快氨合成的反應(yīng)速率 223N3H2NH 鐵觸媒第51頁 共 106 頁.若有氨氣生成若有氨氣生成,現(xiàn)象為現(xiàn)象為_;.該裝置該裝置_(填填“有有”或或“無無”)缺點(diǎn)缺點(diǎn),若填有若填有,改進(jìn)改進(jìn)措施為措施為_ E中溶液變紅中溶液變紅 有有 氫氣與氮?dú)?/p>

35、的混合氣體應(yīng)該先通過干燥裝置氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w應(yīng)該先通過干燥裝置,再發(fā)生反應(yīng)再發(fā)生反應(yīng),后應(yīng)連接一個(gè)吸收氨后應(yīng)連接一個(gè)吸收氨氣的裝置氣的裝置第52頁 共 106 頁解析解析:點(diǎn)燃易燃?xì)怏w時(shí)點(diǎn)燃易燃?xì)怏w時(shí),若氣體中混有空氣若氣體中混有空氣(氧氣氧氣),點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸爆炸,故點(diǎn)燃之前一定要檢驗(yàn)純度故點(diǎn)燃之前一定要檢驗(yàn)純度;根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟的先后根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟的先后,可可確定各裝置的接口順序?yàn)榇_定各裝置的接口順序?yàn)?用氫氣將空氣中用氫氣將空氣中的氧氣消耗掉時(shí)的氧氣消耗掉時(shí),應(yīng)該關(guān)閉彈簧夾應(yīng)該關(guān)閉彈簧夾b c,打開打開a;點(diǎn)燃?xì)錃恻c(diǎn)燃?xì)錃?當(dāng)當(dāng)火焰熄滅時(shí)火焰熄滅時(shí),則氧氣被消耗掉則氧氣被消耗掉;

36、由于鐵觸媒有一定的活性溫由于鐵觸媒有一定的活性溫度要求度要求,故先加熱鐵觸媒故先加熱鐵觸媒,再通混合氣體再通混合氣體;若產(chǎn)生氨氣若產(chǎn)生氨氣,溶于水溶于水顯堿性顯堿性,會(huì)使會(huì)使E中溶液變紅中溶液變紅;為防止催化劑發(fā)生中毒為防止催化劑發(fā)生中毒,應(yīng)該在應(yīng)該在反應(yīng)前把氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w干燥反應(yīng)前把氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w干燥,另外氨氣是一種污另外氨氣是一種污染性氣體染性氣體,不能直接排入大氣中不能直接排入大氣中,應(yīng)該設(shè)有尾氣處理裝置應(yīng)該設(shè)有尾氣處理裝置 第53頁 共 106 頁方法歸納方法歸納:(1)裝置連接順序裝置連接順序 加熱先后順序一般都可以根據(jù)加熱先后順序一般都可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來確定實(shí)驗(yàn)步驟來確

37、定;(2)所有可燃性氣體在點(diǎn)燃或加熱前一定所有可燃性氣體在點(diǎn)燃或加熱前一定要慎重要慎重,一般要先驗(yàn)純后一般要先驗(yàn)純后,符合要求再點(diǎn)燃或加熱符合要求再點(diǎn)燃或加熱;(3)尾氣的尾氣的處理方法可以根據(jù)氣體的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)來確定處理方法可以根據(jù)氣體的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)來確定 第54頁 共 106 頁聚焦聚焦3 純堿的工業(yè)制取純堿的工業(yè)制取【例【例3】 純堿是一種重要的化工原料純堿是一種重要的化工原料 目前制堿工業(yè)主要有目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法氨堿法”和和“聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”兩種工藝兩種工藝 請(qǐng)按要求回答問請(qǐng)按要求回答問題題:(1)“氨堿法氨堿法”產(chǎn)生大量產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物廢棄物,請(qǐng)寫出

38、該工藝中產(chǎn)生請(qǐng)寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式:_ 2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O第55頁 共 106 頁 ( 2 ) 寫 出寫 出 “ 聯(lián) 合 制 堿 法聯(lián) 合 制 堿 法 ” 有 關(guān) 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程有 關(guān) 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程式式:_ (3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”與與“氨堿法氨堿法”中中CO2的來源有何不的來源有何不同同?_ (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)根據(jù)“聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)總反應(yīng),列出計(jì)算原

39、子利用率的表達(dá)式列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式:原原子利用率子利用率(%)=_ NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NaCl+NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl, 323222NaHCONa COH OCO “聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”中的中的CO2來源于合成氨廠來源于合成氨廠,“氨堿法氨堿法”中的中的CO2來源于大理石來源于大理石106100%49.77%106 107第56頁 共 106 頁解析解析:對(duì)比對(duì)比“氨堿法氨堿法”工藝流程及工藝流程及“聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”的工藝流的工藝流程程,從原料反應(yīng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比歸納從原料反應(yīng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比歸納 “氨堿法氨堿法”的原料的原料:

40、氯化鈉氯化鈉 碳酸鈣及碳酸鈣及NH3 第57頁 共 106 頁第58頁 共 106 頁產(chǎn)生產(chǎn)生CaCl2的反應(yīng)的反應(yīng):Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3+2H2O,該反應(yīng)的該反應(yīng)的CaCl2中的中的Cl-來源于來源于NaCl,Ca2+來源于來源于CaCO3,產(chǎn)生產(chǎn)生無用的無用的CaCl2,降低了降低了NaCl的利用率的利用率 “聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法”的原料的原料:NH3和和CO2來源于合成氨廠來源于合成氨廠 第59頁 共 106 頁第60頁 共 106 頁方法歸納方法歸納:索爾維制堿法的工藝流程索爾維制堿法的工藝流程:鹽水精制鹽水精制鹽水氨化鹽水氨化氨鹽水碳酸化氨鹽水碳酸化碳酸

41、氫鈉分解碳酸氫鈉分解氨的回收氨的回收 侯氏制堿法的優(yōu)侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn):提高食鹽利用率提高食鹽利用率,無氯化鈣廢料無氯化鈣廢料,縮短生產(chǎn)流程縮短生產(chǎn)流程,節(jié)省投資節(jié)省投資 第61頁 共 106 頁高效作業(yè)高效作業(yè)第62頁 共 106 頁1.構(gòu)建和諧社會(huì)的內(nèi)容之一是人類與環(huán)境的和諧發(fā)展構(gòu)建和諧社會(huì)的內(nèi)容之一是人類與環(huán)境的和諧發(fā)展,而而“綠色化學(xué)綠色化學(xué)”的內(nèi)容是指從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)的內(nèi)容是指從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng),盡可能減少對(duì)環(huán)境的副作用盡可能減少對(duì)環(huán)境的副作用,下列化學(xué)反應(yīng)不符合下列化學(xué)反應(yīng)不符合“綠色化學(xué)綠色化學(xué)”概念的是概念的是( )A.消除硫酸廠尾氣中的消除硫酸廠尾氣

42、中的SO2:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3B.消除硝酸工業(yè)尾氣的氮氧化物的污染消除硝酸工業(yè)尾氣的氮氧化物的污染:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2OC.制制CuSO4:D.制制() 24422Cu2H SOCuSOSO2H O濃:22442CuSO4 2CuO2H SO2CuSO2H O第63頁 共 106 頁答案答案:C解析解析:選項(xiàng)中給出的選項(xiàng)中給出的4個(gè)反應(yīng)均符合化學(xué)反應(yīng)規(guī)律個(gè)反應(yīng)均符合化學(xué)反應(yīng)規(guī)律,從技術(shù)上從技術(shù)上 原理上均是可行的原理上均是可行的,但但C項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2氣體氣體,不符不符合合“綠色化學(xué)綠色化學(xué)”的主旨的主旨 第64頁

43、共 106 頁2.以下有關(guān)接觸法制硫酸的敘述錯(cuò)誤的是以下有關(guān)接觸法制硫酸的敘述錯(cuò)誤的是( )A.為提高反應(yīng)速率和原料利用率為提高反應(yīng)速率和原料利用率,硫鐵礦要在硫鐵礦要在“沸騰沸騰”狀態(tài)下狀態(tài)下燃燒燃燒B.為防止催化劑中毒為防止催化劑中毒,氣體在進(jìn)接觸室前要先凈化氣體在進(jìn)接觸室前要先凈化C.接觸室中熱交換器的主要作用是預(yù)熱未反應(yīng)的氣體和冷卻接觸室中熱交換器的主要作用是預(yù)熱未反應(yīng)的氣體和冷卻反應(yīng)后的氣體反應(yīng)后的氣體D.吸收塔中吸收塔中SO3從下而上從下而上,水從上而下噴水從上而下噴,剩余氣體從上部出剩余氣體從上部出來循環(huán)利用來循環(huán)利用第65頁 共 106 頁答案答案:D解析解析:本題對(duì)考生進(jìn)行工

44、業(yè)上制硫酸有關(guān)問題的考查本題對(duì)考生進(jìn)行工業(yè)上制硫酸有關(guān)問題的考查 為防為防止形成酸霧及加快吸收速率止形成酸霧及加快吸收速率,三氧化硫是被濃硫酸吸收的三氧化硫是被濃硫酸吸收的,而不是被水吸收而不是被水吸收 第66頁 共 106 頁3.為同時(shí)施用分別含為同時(shí)施用分別含N P K三種元素的化肥三種元素的化肥,對(duì)于給定的化對(duì)于給定的化肥肥K2CO3;KCl Ca(H2PO4)2;(NH4)2SO4;氨水氨水 最適宜的組合是最適宜的組合是( )A.B.C.D.答案答案:C解析解析:分析幾種化肥中營養(yǎng)元素及性質(zhì)分析幾種化肥中營養(yǎng)元素及性質(zhì),Ca(H2PO4)2提供提供P元元素素,而而Ca(H2PO4)2的

45、水溶液顯酸性的水溶液顯酸性,遇到堿性物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為遇到堿性物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為難溶的難溶的Ca3(PO4)2,不易被植物吸收不易被植物吸收,故選含故選含K N元素的肥元素的肥料料,只能選只能選KCl (NH4)2SO4 第67頁 共 106 頁4.某純堿廠技術(shù)科的人員對(duì)該廠純堿樣品的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)?zāi)臣儔A廠技術(shù)科的人員對(duì)該廠純堿樣品的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn) 其中能夠說明純堿樣品中可能含有雜質(zhì)其中能夠說明純堿樣品中可能含有雜質(zhì)(NaHCO3)的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)是是( )樣品溶于水樣品溶于水,并加入足量的澄清石灰水并加入足量的澄清石灰水,變渾濁變渾濁;樣品溶于水樣品溶于水,并加入足量的并加入足量的BaCl2溶液溶液,變渾濁變渾

46、濁;樣品在硬質(zhì)試管中加強(qiáng)熱樣品在硬質(zhì)試管中加強(qiáng)熱,排出的氣體通入澄清石灰水排出的氣體通入澄清石灰水,變變渾濁渾濁;向樣品中滴加稀鹽酸向樣品中滴加稀鹽酸,排出的氣體通入澄清石灰水排出的氣體通入澄清石灰水,變渾濁變渾濁 A.B.C.D.只有只有答案答案:D第68頁 共 106 頁解析解析:依據(jù)純堿依據(jù)純堿(Na2CO3)與與NaHCO3的性質(zhì)不同進(jìn)行區(qū)別的性質(zhì)不同進(jìn)行區(qū)別,Na2CO3 NaHCO3都能與都能與Ca(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,即即Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O+Na2CO3;Na2CO3 NaHCO

47、3都能與鹽酸反應(yīng)放出氣體都能與鹽酸反應(yīng)放出氣體,即即Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,所以所以不能說明樣品中是否含有不能說明樣品中是否含有NaHCO3 由于由于BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl,而而NaHCO3不能與不能與BaCl2反應(yīng)反應(yīng),所所以以中渾濁現(xiàn)象只能說明中渾濁現(xiàn)象只能說明Na2CO3一定存在一定存在,不能確定是否有不能確定是否有NaHCO3,而而2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,Na2CO3受熱不分解受熱不分解,所以所以中現(xiàn)象一定能說明有中現(xiàn)象一定能說明有NaHCO3存在存在 第69頁

48、共 106 頁5.下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中,正確的是正確的是( )A.從合成塔出來的混合氣體從合成塔出來的混合氣體,氨氣占氨氣占15%,所以生產(chǎn)氨的工廠所以生產(chǎn)氨的工廠的效率都很低的效率都很低B.由于氨易液化由于氨易液化,N2和和H2在實(shí)際生產(chǎn)中循環(huán)使用在實(shí)際生產(chǎn)中循環(huán)使用,所以總體來所以總體來說說,氨的產(chǎn)率很高氨的產(chǎn)率很高C.合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500 ,目的是使化學(xué)平衡向目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)正反應(yīng)方向移動(dòng)D.合成氨廠采用的壓強(qiáng)是合成氨廠采用的壓強(qiáng)是2050 MPa,因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大的活性最

49、大第70頁 共 106 頁答案答案:B解析解析:雖然從合成塔出來的氣體中雖然從合成塔出來的氣體中NH3只占只占15%,但由于但由于N2和和H2循環(huán)使用和不斷分離出液氨循環(huán)使用和不斷分離出液氨,所以生產(chǎn)所以生產(chǎn)NH3的工廠的效率的工廠的效率還是很高還是很高,故故A項(xiàng)不正確項(xiàng)不正確,B正確正確 控制反應(yīng)溫度控制反應(yīng)溫度,一是為了一是為了使反應(yīng)速率加快使反應(yīng)速率加快,二是為了使催化劑活性最大二是為了使催化劑活性最大,故故C項(xiàng)不正項(xiàng)不正確確 增大壓強(qiáng)有利于增大壓強(qiáng)有利于NH3的合成的合成,但壓強(qiáng)越大但壓強(qiáng)越大,需要的動(dòng)力需要的動(dòng)力越大越大,對(duì)材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求越高對(duì)材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求越

50、高,故采用故采用2050 MPa,但與催化劑的活性無關(guān)但與催化劑的活性無關(guān),故故D項(xiàng)也不正確項(xiàng)也不正確 第71頁 共 106 頁6.工業(yè)上制工業(yè)上制NH3的反應(yīng)如下的反應(yīng)如下:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H=-92 kJmol-1假設(shè)這個(gè)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)假設(shè)這個(gè)反應(yīng)處于平衡狀態(tài),在體積不變的條件下在體積不變的條件下,下列措施下列措施能提高能提高NH3產(chǎn)率的是產(chǎn)率的是( )升溫升溫 增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng) 使用鐵觸媒使用鐵觸媒 降溫降溫 減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng) 充入一定體積的氬氣充入一定體積的氬氣 按按N2與與H2起始狀態(tài)相同的投料比起始狀態(tài)相同的投料比再充入再充入N2與與H2的混合氣體的混合

51、氣體A.B.C.D.第72頁 共 106 頁答案答案:C解析解析:依據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)依據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)N2+3H2 2NH3,正反正反應(yīng)是一個(gè)體積減小應(yīng)是一個(gè)體積減小 放熱的反應(yīng)放熱的反應(yīng),故增大壓強(qiáng)故增大壓強(qiáng) 降低溫度降低溫度 增增大反應(yīng)物濃度都能使平衡正向移動(dòng)大反應(yīng)物濃度都能使平衡正向移動(dòng),提高提高NH3的產(chǎn)率的產(chǎn)率 而使而使用催化劑只能加快反應(yīng)速率用催化劑只能加快反應(yīng)速率,不能使平衡發(fā)生移動(dòng)不能使平衡發(fā)生移動(dòng),在體積在體積不變的條件下不變的條件下,充入不反應(yīng)的稀有氣體充入不反應(yīng)的稀有氣體,不會(huì)改變平衡混合不會(huì)改變平衡混合氣體中各成分的濃度氣體中各成分的濃度,故平衡也不移動(dòng)故平衡也不移

52、動(dòng),選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確 第73頁 共 106 頁7.工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2 O2外外,還含有還含有SO2 微量的微量的SO3和酸霧和酸霧 為了保護(hù)環(huán)境為了保護(hù)環(huán)境,同同時(shí)提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益時(shí)提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)盡可能將尾氣中的應(yīng)盡可能將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為有用的副產(chǎn)品 請(qǐng)按要求回答下列問題請(qǐng)按要求回答下列問題:第74頁 共 106 頁(1)將尾氣通入氨水中將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個(gè)反應(yīng)能發(fā)生多個(gè)反應(yīng),寫出其中可能發(fā)生的寫出其中可能發(fā)生的兩個(gè)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程兩個(gè)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)

53、方程式式:_ (2)在尾氣與氨水反應(yīng)所得到的高濃度溶液中在尾氣與氨水反應(yīng)所得到的高濃度溶液中,按一定比例加按一定比例加入氨水或碳酸氫銨入氨水或碳酸氫銨,此時(shí)溶液的溫度會(huì)自行降低此時(shí)溶液的溫度會(huì)自行降低,并析出晶并析出晶體體 導(dǎo)致溶液溫度降低的原因可能是導(dǎo)致溶液溫度降低的原因可能是_;析析出的晶體可用于造紙工業(yè)出的晶體可用于造紙工業(yè),也可用于照相用顯影液的生產(chǎn)也可用于照相用顯影液的生產(chǎn) 已知該結(jié)晶水合物的相對(duì)分子質(zhì)量為已知該結(jié)晶水合物的相對(duì)分子質(zhì)量為134,則其化學(xué)式為則其化學(xué)式為_;生產(chǎn)中往往需要向溶液中加入適量的對(duì)苯生產(chǎn)中往往需要向溶液中加入適量的對(duì)苯二酚或?qū)Ρ蕉返任镔|(zhì)二酚或?qū)Ρ蕉返任镔|(zhì)

54、,其目的是其目的是_ 2H2SO3+O2=2H2SO4 2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4,反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱 (NH4)2SO3H2O防止亞硫酸銨被氧化防止亞硫酸銨被氧化 第75頁 共 106 頁(3)能用于測(cè)定硫酸尾氣中能用于測(cè)定硫酸尾氣中SO2含量的是含量的是_ (填字填字母母)A.NaOH溶液溶液 酚酞試液酚酞試液B.KMnO4溶液溶液 稀稀 H2SO4C.碘水碘水 淀粉溶液淀粉溶液D.氨水氨水 酚酞試液酚酞試液BC 第76頁 共 106 頁解析解析:本題是以工業(yè)制硫酸尾氣處理為主線本題是以工業(yè)制硫酸尾氣處理為主線,主要考查設(shè)計(jì)實(shí)主要考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)方案,并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行

55、分析和解答的能力并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和解答的能力 (1)因尾氣因尾氣中含有中含有SO2,所以通入氨水易生成所以通入氨水易生成H2SO3 (NH4)2SO3或或NH4HSO3,它們易被它們易被O2氧化氧化 涉及的氧化還原反應(yīng)涉及的氧化還原反應(yīng)有有:2H2SO3+O2=2H2SO4,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4,2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4 第77頁 共 106 頁(2)溫度自行降低溫度自行降低,自然聯(lián)想到是反應(yīng)吸收了熱量所致自然聯(lián)想到是反應(yīng)吸收了熱量所致 結(jié)合結(jié)合SO2與氯水可能的產(chǎn)物與結(jié)晶水合物的相對(duì)分子質(zhì)量與氯水可能的產(chǎn)物與結(jié)晶水合物的相對(duì)分子質(zhì)量為為134,

56、可知該物質(zhì)為可知該物質(zhì)為(NH4)2SO3H2O 酚類酚類 胺類為胺類為還原性強(qiáng)的物質(zhì)還原性強(qiáng)的物質(zhì),加入的目的是為了防止亞硫酸銨被氧化加入的目的是為了防止亞硫酸銨被氧化 (3)尾氣中含尾氣中含SO3和酸霧和酸霧,可消耗可消耗NaOH溶液和氨水溶液和氨水,從而從而影響測(cè)定影響測(cè)定SO2的含量的含量,故故A D選項(xiàng)錯(cuò)誤選項(xiàng)錯(cuò)誤 第78頁 共 106 頁8.精細(xì)化工在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用精細(xì)化工在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用 (1)精細(xì)化學(xué)品往往有特定的功能而被廣泛地應(yīng)用于日常生活精細(xì)化學(xué)品往往有特定的功能而被廣泛地應(yīng)用于日常生活中中 下列洗滌方法原理各不相同下列洗滌方法原理各不相同,請(qǐng)分析請(qǐng)分析

57、:沾有油脂的器皿可用汽油擦洗沾有油脂的器皿可用汽油擦洗,其原理是其原理是_ 汽油與油脂互溶汽油與油脂互溶,利用相似相溶原理除去利用相似相溶原理除去 第79頁 共 106 頁也可用洗潔精和水洗滌也可用洗潔精和水洗滌,原理是原理是_ 還可以用還可以用純 堿 或 稀純 堿 或 稀 N a O H 溶 液 洗 滌溶 液 洗 滌 , 原 理 是原 理 是_ 若若水的硬度大水的硬度大,用肥皂和合成洗滌劑哪個(gè)效果更好用肥皂和合成洗滌劑哪個(gè)效果更好?為什為什么么?_ (2)某公司生產(chǎn)的不粘鍋體內(nèi)涂層某公司生產(chǎn)的不粘鍋體內(nèi)涂層CF2CF2的單體是的單體是_ 洗潔精屬于合成洗滌劑洗潔精屬于合成洗滌劑,含有親水基和

58、憎水基含有親水基和憎水基,可將油污除去可將油污除去油脂在堿性條件下發(fā)生水解油脂在堿性條件下發(fā)生水解,從而可用純堿或稀從而可用純堿或稀NaOH溶液除去溶液除去用合成洗滌劑較好用合成洗滌劑較好,因?yàn)樵谟菜蟹试頃?huì)形成硬脂酸鈣因?yàn)樵谟菜蟹试頃?huì)形成硬脂酸鈣(或鎂或鎂)沉淀而失去去污能力沉淀而失去去污能力CF2=CF2 第80頁 共 106 頁解析解析:本題以肥皂本題以肥皂 合成洗滌劑合成洗滌劑 塑料為背景塑料為背景,綜合考查了精綜合考查了精細(xì)化學(xué)品的應(yīng)用前景及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用細(xì)化學(xué)品的應(yīng)用前景及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用 (1)油脂的洗滌方法很多油脂的洗滌方法很多,根據(jù)洗滌劑的性質(zhì)進(jìn)行分析比較根據(jù)洗滌

59、劑的性質(zhì)進(jìn)行分析比較 (2) 是一種高分子聚合物是一種高分子聚合物,從聚乙烯的單體遷從聚乙烯的單體遷移可得出單體移可得出單體 第81頁 共 106 頁9.氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位 現(xiàn)在約有現(xiàn)在約有80%的氨用來制的氨用來制造化肥造化肥,其余的用作生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品的原料其余的用作生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品的原料 材料一材料一 圖示為工業(yè)合成氨簡易流程圖圖示為工業(yè)合成氨簡易流程圖:第82頁 共 106 頁材料二材料二 某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4,與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了以下制備與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了以下制備(NH4

60、)2SO4的工藝的工藝流程流程:第83頁 共 106 頁材料三材料三 我國化學(xué)家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝我國化學(xué)家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)流生產(chǎn)流程可簡要表示如下程可簡要表示如下:第84頁 共 106 頁 (1)材料一合成氨所需的原料氣制備中材料一合成氨所需的原料氣制備中,其中氮?dú)獾闹苽淇梢云渲械獨(dú)獾闹苽淇梢杂糜?填一種方法填一種方法)_,氫氣的制備可以用氫氣的制備可以用甲烷與水蒸氣在一定條件下反應(yīng)甲烷與水蒸氣在一定條件下反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣生成二氧化碳和氫氣,則則1 m3甲烷理論上能生成氫氣甲烷理論上能生成氫氣_L 原料氣要進(jìn)行原料氣要進(jìn)行徹底的凈化徹底的凈化,其主要目的是