化學工業(yè)相關知識梳理

1、【復習指導】新教材加大了化工生產(chǎn)內(nèi)容的比重。旨在引導學生關心社會、關心生活、理論聯(lián)系實際，在傳授化工知識的同時，滲透了綠色化學的觀點，環(huán)保意識、化工生產(chǎn)的基本觀點。主要考點：合成氨、三酸二堿和煉鋼煉鐵所用的原料、化學反應、適宜條件、生產(chǎn)流程、主要設備、尾氣的吸收與處理，綜合經(jīng)濟效益評價等。復習思路整理：化工生產(chǎn)=化學反應原理+化學實驗+化工技術原料：是否再生 價格 過程：循環(huán)利用 反應速率 轉(zhuǎn)化率能源：利用率 節(jié)約能源 環(huán)保：廢氣廢水的處理基本操作元素化合物知識、化學平衡1系統(tǒng)掌握典型物質(zhì)的工業(yè)制法，舉一反三，并能夠從多角度分析討論化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應用。2根據(jù)外界條

2、件對化學反應速率和化學平衡影響的規(guī)律，綜合考慮化工生產(chǎn)的適宜條件的選擇。既要注意外界條件對二者影響的一致性，又要注意對二者影響的矛盾性；既要注意溫度、催化劑對化學反應速率影響的一致性，又要注意催化劑的活性對溫度的限制；既要注意理論生產(chǎn)，又要注意實際可能性。（1）對任一可逆反應，增大反應物濃度，能提高反應速率和轉(zhuǎn)化率。故生產(chǎn)中常使廉價易得的原料適當過量，以提高另一原料的利用率，如氮氣與氫氣的配比為1.073。（2）對氣體分子數(shù)減少的反應，增大總壓使平衡向增大生成物的的方向移動。但壓強太大，動力消耗，設備要求、成本增高，故必須綜合考慮。（3）對放熱反應，升溫，提高反應速率，但轉(zhuǎn)化率降低，若溫度太低

3、，反應速率又太慢，故需使用適當?shù)拇呋瘎?。對吸熱反應，升溫，加快反應速率，又能提高轉(zhuǎn)化率，但要避免反應物或生成物的過熱分解。（4）使用催化劑可大大提高反應速率且不影響化學平衡，但使用時必須注意其活性溫度范圍，且防止催化劑“中毒”，延長使用壽命。合成氨適宜條件：500、鐵觸媒、21075107、循環(huán)操作。根據(jù)以上原則，結合合成氨反應的特點即正反應是體積縮小的放熱反應分析可知，合成氨的適宜條件是：500、鐵觸媒、21075107 Pa（2050MPa），循環(huán)操作等。工業(yè)上將二氧化硫氧化成三氧化硫的適宜條件是400500、催化劑（V2O5），使用過量的空氣等。乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應時，酯化極限為2/3

4、，而常溫下達到這個極限（即達到平衡）需要16年，如果溫度升到150，縮短到只要幾天就達到平衡。如果加入適量濃硫酸作催化劑，12小時即可達到平衡，但反應進行的程度仍為2/3。實際生產(chǎn)中，可采取兩種措施提高這個極限，第一是適當加大廉價原料乙醇的用量，第二是生產(chǎn)過程中利用乙酸乙酯的易揮發(fā)性，不斷地把生成的乙酸乙酯從反應混合物中分離出去。同時采取這兩種措施能又快又多地生產(chǎn)出乙酸乙酯?！局R框架】【學案一】三酸二堿工業(yè)生產(chǎn)1、硫酸工業(yè)制法（接觸法制硫酸）：燃燒硫或金屬硫化物等原料來制取二氧化硫，使二氧化硫在適當?shù)臏囟群痛呋瘎┑淖饔孟卵趸扇趸?，再使三氧化硫跟水化合生成硫酸。由于二氧化硫跟氧氣是在催?/p>

5、劑的表面接觸時才起反應的，所以稱為接觸法制硫酸。反應原理用_、_ 、_.關于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論（1）環(huán)境保護與原料的綜合利用?；どa(chǎn)必須保護環(huán)境，嚴格治理“三廢”，并盡可能把“三廢”變?yōu)橛杏玫母碑a(chǎn)品，實現(xiàn)原料的綜合利用。硫酸廠的“三廢”處理方法是：尾氣吸收（氨吸收法）SO2+2NH3+H2O（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2+H2O廢水處理（石灰乳中和法）Ca（OH）2+H2SO4CaSO4+2H2O廢渣利用，制磚或制造水泥（2）能量的充分利用?；どa(chǎn)中應充分利用反應熱，這對于降低成本具有重要意義。硫酸生產(chǎn)中的反應熱不僅用于預熱反應物滿足自身

6、能量的需要，而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量（供熱發(fā)電）。（3）廠址選擇和生產(chǎn)規(guī)模?；S廠址的選擇，涉及原料、水源、能源、土地供應，市場需求、交通運輸和環(huán)境保護等因素，應對這些因素綜合考慮，作出合理的抉擇。由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運輸，因此硫酸廠應建在靠近硫酸消費中心的地區(qū)，應避開人口稠密的居民區(qū)和環(huán)境保護要求高的地區(qū)。工廠規(guī)模大小，主要由硫酸用量的多少來決定。2、鹽酸工業(yè)制法的反應原理：氫氣在氯氣中燃燒可以生成氯化氫，氯化氫被水吸收即成鹽酸。用化學方程式表示_。3、硝酸的工業(yè)制法的反應原理工業(yè)上用氨接觸氧化法制硝酸。將氨凈化后，與空氣以一定比例混合，用鉑、銠合金作催化劑，在80

7、0高溫下，氨跟氧氣反應生成一氧化氮和水蒸氣，一氧化氮經(jīng)過冷卻，再被空氣中的氧氣氧化成二氧化氮，二氧化氮再被水吸收，得到硝酸。反應原理用化學方程式表示如下：2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO工業(yè)上用氨氧化法制硝酸（NH3NONO2HNO3），硝酸吸收氨氣得硝酸銨，則在理論上兩者消耗氨氣的最佳比例是_?！敬鸢浮?114、氯堿工業(yè)制法：電解飽和食鹽水溶液制取燒堿、氯氣和氫氣，電解過程中，陽極產(chǎn)生氯氣，陰極有氫氣放出，在陰極附近形成了氫氧化鈉溶液。電解飽和食鹽水的總的化學方程式表示如下：_。（1）觀察電解飽和食鹽水的實驗現(xiàn)象，解釋產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原理？（2）離子交換膜法制燒堿:此法中，

8、原料的精制大致流程為：_，相應的化學方程式分別為：_。5、純堿工業(yè)制法：氨堿法（索爾維法）和聯(lián)合制堿法（侯德榜制堿法）。純堿是一種基本化工原料，用于玻璃、搪瓷、煉鋼、煉鋁及其他有色金屬的冶煉，也用于制皂、造紙、紡織和漂染工業(yè)。共同點：1）反應原理有哪些？將飽和的食鹽溶液在冷卻后通入足量的氨，然后在加壓條件下通入二氧化碳，即有下列反應發(fā)生：NH3+CO2+H2ONH4HCO3NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl將析出的碳酸氫鈉晶體鍛燒，分解得到碳酸鈉。2）用什么方法來制取碳酸氫鈉呢？碳酸氫鈉的溶解度較小，當溶液中含有較大濃度的Na+和HCO3-的時候，就會有碳酸氫鈉的晶體析出。（注：

9、20時，下列物質(zhì)的溶解度S/(g/100g水)）NaCl 35.9Na2CO3 21.5NaHCO3 9.6NH4HCO3不同點1）氨堿法原料：食鹽和石灰石。2）反應產(chǎn)物的綜合處理：氯化銨溶液加消石灰可回收氨，以便循環(huán)使用。2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O上述反應中所用的消石灰和二氧化碳可用煅燒石灰石制取。CaO+H2OCa(OH)2總結：氨堿法的優(yōu)點是：原料(食鹽和石灰石)便宜，成品的純度高，副產(chǎn)品氨和部分二氧化碳都可以循環(huán)使用，制造步驟簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。氨堿法也有缺點：生成了目前還沒有多大用途的氯化鈣(CaCl2)。其次，氨堿法中的另一缺點是食鹽的利用率低，只

10、有70，其余30都隨著氯化鈣溶液被拋棄了，這是一個很大的損失?！舅伎肌咳鐖D所示，如何從含有氯化銨和氯化鈉的母液中提取氯化銨？3）侯德榜制堿法：氨、二氧化碳都直接由合成氨廠供應的。合成氨所需要的原料氫氣可以從水煤氣制取?？偨Y：侯德榜制堿法的優(yōu)點：母液里存在氯化銨，冷卻結晶出來，制成氮肥。由于母液的循環(huán)使用，大大地提高了食鹽的利用率，應用同量的食鹽，能比氨堿法生產(chǎn)出更多量的純堿。此外，在操作上，在工廠設備上，也都比氨堿法簡單。大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性，不僅在生產(chǎn)上便于管理，而且降低了產(chǎn)品純堿和氮肥的成本。7.合成氨工業(yè)：氨氣與氫氣在鐵觸媒作催化劑作用化合生成氨。根據(jù)合成氨反應的特點，結合化學反應速率

11、和化學平衡的原理填寫下列表格并選擇工業(yè)合成氨的適宜的條件。6.煉鐵和煉鋼：爐渣、尾氣的回收處理：爐渣：制水泥、渣磚等的原料；含磷較多的煉鋼爐渣加工成磷肥尾氣：Fe2O3塵粒回收煉鋼；CO作氣體燃料7、石油分餾：【基礎訓練】1有關合成氨工業(yè)說法中正確的是A從合成塔出來的混合氣體，其中NH3%只占15%，所以生產(chǎn)氨的工廠的效率都很低B由于氨易液化，N2、H2是循環(huán)使用的，總體來說氨的產(chǎn)率很高C合成氨反應溫度控制在500左右，目的是使化學平衡向正反應方向移動D合成氨采用的壓強是2107 Pa5107 Pa，因為該壓強下鐵觸媒的活性最大【答案】 B2（2003年上海，15）在NH3、HNO3、H2SO

12、4的工業(yè)生產(chǎn)中，具有的共同點是A使用吸收塔設備B使用尾氣吸收裝置C使用H2作原料D使用催化劑【解析】 N2+3H22NH34NH3+5O24NO+6H2O2SO2+O22SO3故D正確。A：NH3生產(chǎn)中不使用吸收塔。B：NH3生產(chǎn)不用尾氣吸收裝置。C：H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中不使用H2作原料?！敬鸢浮?D3工業(yè)上用接觸法制硫酸時，從沸騰爐中導出的爐氣，要經(jīng)過凈化的理由是A為了減少對大氣的污染B防止催化劑中毒C爐氣中含有一些其他有用成分，以便綜合利用D為了制得更純的硫酸【答案】 B4在硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室，按此密閉體系中氣體的流

13、向，則在A處流出的氣體主要為ASO2BSO3、O2CSO2、O2DSO2、SO3【解析】此題考查了工業(yè)生產(chǎn)H2SO4的重要設備之一接觸室中氣體的流向。SO2、O2進入熱交換器的管外時，雖具備合成溫度，但無V2O5催化，不會生成SO3，只有SO2、O2?！敬鸢浮?C5綠色化學提倡化工生產(chǎn)應提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應中，原子利用率最高的是【解析】上述四項，只有C項反應物中的所有原子全部轉(zhuǎn)變成了目標產(chǎn)物，原子的利用率達到了100%，故C項符合題意?！敬鸢浮?C6已知反應：FeS2（s）+O2（g）Fe2O3（s）+2SO2（g）；H853

14、 kJ/mol請回答下列問題：（1）接觸法制硫酸時，實現(xiàn)上述反應的典型設備的名稱叫做_。（2）該設備有礦渣出口、空氣進口、黃鐵礦入口、爐氣出口，按從下至上的順序回答各進口和出口的位置_。（用代碼填空）（3）該設備在生產(chǎn)中應用了_原理，其目的是_?！敬鸢浮浚?）沸騰爐（2）（3）逆流操作提高換熱效果7下列每一方框中的字母代表一種反應物或生成物：C D I起始組成/mol6 4 0某時刻組成/mol3 3 2物質(zhì)A跟B反應生成物質(zhì)E、F和G；物質(zhì)C跟D反應生成物質(zhì)I，某溫度下該反應起始和某時刻的反應混合物組成如上表格所示。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）物質(zhì)H的分子式是_。（2）反應的化學方程式是_。（3）

15、反應的化學方程式（須注明反應條件）是_。【解析】本題綜合考查了Cl2的性質(zhì)、電解飽和食鹽水、氨氣的合成等三個方面的內(nèi)容。解題的突破口是知道電解飽和食鹽水生成三種產(chǎn)物，氯氣與NaOH反應有三種產(chǎn)物，解此題的另一關鍵點是題目所給的一組數(shù)據(jù)，由此推出C、D、I的化學計量數(shù)之比，從而推出該反應為合成氨反應?！敬鸢浮浚?）HCl（2）Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(3)N2+3H22NH38某化工廠按如下步驟進行生產(chǎn)：以煤為燃料煅燒石灰石；用飽和碳酸鈉溶液充分吸收步驟中產(chǎn)生的二氧化碳；使步驟中產(chǎn)生的氧化鈣跟水反應；消石灰跟碳酸鈉反應。（1）該廠生產(chǎn)過程中涉及的物質(zhì)有：石灰石，純堿，小蘇打

16、，燒堿，二氧化碳，硝石灰。下列敘述正確的是A起始原料是B起始原料是C最終產(chǎn)品是D最終產(chǎn)品是（2）該廠生產(chǎn)過程的優(yōu)點可能有：排放的氣體對大氣無污染；生產(chǎn)過程中的部分產(chǎn)品可作為起始原料使用，無高溫作業(yè)。其中正確的是A只有B只有C和D和（3）生產(chǎn)過程中沒有涉及的化學反應類型是A分解反應B化合反應C置換反應D復分解反應【解析】生產(chǎn)流程為：根據(jù)上述分析，我們不難回答問題（1）的答案為A和D。其中，在這流程中就體現(xiàn)了綠色化學的觀點，在綠色化學中非常強調(diào)重復使用和回收利用，其中重復使用是降低成本和減少污染的需要。問題（2）的答案為B。我們只要能對上述流程中所涉及的反應有清晰的認識，問題（3）也就不成為問題了

17、，答案為C。【答案】（1）AD （2）B （3）C9硫酸是許多化學工業(yè)的原料，其消費量可作為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標志。硫酸工廠廠址的選擇是一個復雜的問題，下圖是影響化工廠選址的部分因素。又已知硫酸是一種腐蝕性液體，不便較多貯存，需隨產(chǎn)隨銷。另外，硫酸的運輸價格也比較貴，據(jù)估算1t H2SO4的運價約為同質(zhì)量黃鐵礦石的三倍。據(jù)以上信息，分析下列條件：條件（）A城市郊區(qū)有豐富的黃鐵礦資源，水源、能源充足，交通方便。A城市需使用硫酸的工業(yè)不多，而離它遠的B城市卻是一個消耗硫酸甚多的工業(yè)城市。A城市是一個風光秀麗的旅游城市，對環(huán)境保護的要求甚高，而且土地價格較貴，土地供應緊張。條件（）C地是重要

18、的農(nóng)業(yè)區(qū)，需消耗大量的肥料。C地有豐富的磷灰石礦藏，水源、能源充足，土地價格較低，土地供應充足，交通方便。磷肥是由磷灰石有效成分是Ca3（O4）2與H2SO4作用制得的，制造磷肥需消耗大量的硫酸。C地無磷肥廠和硫酸廠，在相鄰的D地有豐富的黃鐵礦資源。在A、B、C、D四城市中，你認為應該建設硫酸工廠的城市是_，應該建造磷肥廠的城市是_?！窘馕觥吭擃}文字較長，閱讀量大，要抓住關鍵詞語，如硫酸需隨產(chǎn)隨銷。另外運輸方面盡量運礦石而不運輸硫酸，這是選擇建設硫酸工廠的關鍵。綜合分析得出建設硫酸工廠的城市應為B和C，建造磷肥廠的城市是C。【答案】 BC C10我國東部季風區(qū)某新建城市分布圖如圖所示，城市的四

19、周都有廣闊地帶?，F(xiàn)要在城市附近建一座比較大型的火力發(fā)電廠。（1）請在圖中A、B、C、D、E、F處選一最佳建廠處，說明理由？（2）請你預測此工廠將在哪些方面對環(huán)境造成污染？（3）請你用物理、化學、生物等方面的知識設計一個保護環(huán)境、控制污染的方案?！敬鸢浮浚?）應選在D處建廠。原因：在季風區(qū)，工廠應建在位于垂直盛行風向的郊外，可盡量減少粉塵、有毒氣體對居民區(qū)的污染。在河的下游，水源充足。緊靠鐵路和公路，交通便利。（2）有廢氣、廢渣和廢水。（3）利用該廠的廢渣可在附近建一個礦渣水泥廠或磚廠，變廢為寶；根據(jù)產(chǎn)生廢水的情況，在建廠的同時，建一個利用化學分解和生物降解的廢水處理設備；根據(jù)該廠將產(chǎn)生粉塵和有

20、毒氣體較嚴重的情況，在廠區(qū)里多栽一些如美人焦、月季、丁香、菊花等能吸收有毒氣體的植物，搞好廠區(qū)綠化保護。11氫氧化鈉是一種用途十分廣泛的重要化工原料。工業(yè)上主要通過電解氯化鈉飽和溶液的方法獲得氫氧化鈉，我國的氯堿工業(yè)大多采用離子交換膜電解槽。（1）離子交換膜電解槽一般采用金屬鈦作陽極，其原因是_。陰極一般用碳鋼網(wǎng)制成。陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室，其作用是_。（2）為使電解氯化鈉的速度加快，下列措施中，可行的是_。 A增大陰極碳鋼網(wǎng)面積 B提高飽和氯化鈉溶液的溫度 C加大陰極和陽極間的距離 D提高電解時的電源電壓（3）如果將某離子交換膜電解槽有關條件進行如下改變，則能使電解速率一定會

21、達到原來的2倍的是_。電解時的電壓增大到原來的2倍 電解時的電流增大到原來的2倍 電解時的溫度從30提高到60答案：（1）陽極產(chǎn)生的Cl2不易腐蝕金屬鈦既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。（2）ABD（3）（1）12.工業(yè)上地海水資源合開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示。（1）電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是_。電解槽中的陽極材料為_。（2）本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4順序制備？原因是_。（3）溴單

22、質(zhì)在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳與水不互溶，固可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氧化碳，原因是_答案：（1）陽離子（或Na）鈦（或石墨）（2）否。如果先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀，產(chǎn)品不純。（3）四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大；經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染嚴重?！揪C合練習1】（05上海26）我國化學侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：(1) 上述生產(chǎn)純堿的方法稱，副產(chǎn)品的一種用途為。(2) 沉淀池中發(fā)生的化學反應方程式是。(3) 寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式。 (4) 使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了（填上述流程中

23、的編號）的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是。(5)為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加。(6) 向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有。(a) 增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度2、根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表的數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在3035，攪拌下分批加入研細的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHCO3晶體。用少量蒸餾水洗滌除去

24、雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時，制得Na2CO3固體。四種鹽在不同溫度下的溶解度（g / 100 g水）表溫度溶解度鹽0102030405060100NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl35NH4HCO3會有分解請回答：（1）反應溫度控制在3035，是因為若高于35，則，若低于30，則；為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為。（2）加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是。靜置后只析出NaHCO3晶體的原因是。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去雜質(zhì)（以化學式表示）。（3）過濾所得的母液中含有（以化學式表示），需加入，并作進一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl。3

25、【07年山東理綜試測題（樣卷）】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)合設計了以下制備(NH4)2SO4的工藝流程：請回答以下問題：（1）合成氨反應的化學方程式是，該反應在（填設備名）中發(fā)生。沉淀池中發(fā)生的主要反應方程式是，該反應能夠發(fā)生的原因是。（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是，可以循環(huán)使用的X是。（3）該生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品是。從綠色化學和資源綜合利用的角度說明上述流程的主要優(yōu)點是；從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實際的角度考慮該流程的主要缺陷是。4.下面是合成氨的簡要流程示意圖：(1)沿x路線回去的物質(zhì)是AN2和H2 B催化劑 CNH3DH2(2)工業(yè)合成

26、氨中常采用500的溫度條件，其原因是_。5. 內(nèi)地某大型鐵礦附近有煉焦煤、石灰石、黏土礦和豐富的地下水資源。該地區(qū)接近水資源（河流）和鐵路干線，周圍是盛產(chǎn)小麥、棉花的農(nóng)業(yè)地區(qū)。根據(jù)上述信息，完成下列填空：（1）隨著大型鐵礦的開發(fā)，該地將建立焦化廠、鋼鐵廠、發(fā)電廠和水泥廠。請把這4個工廠的名稱填入圖的工業(yè)聯(lián)系圖空白框內(nèi)。（2）該地的主導工業(yè)部門是_工業(yè)。（3）下面4種工廠中，在該地建廠條件較好并與主導工業(yè)聯(lián)系密切的是_。A重型機械廠B精密儀表廠 C造船廠D純堿廠（4）從當?shù)剞r(nóng)業(yè)需要和綜合利用資源方面考慮，該地還將建立氮肥廠，其原料供應的有利條件是_。（5）為了充分利用當?shù)刭Y源，該地還可能建立的輕

27、工業(yè)廠有（說出2個）：_、_等。（6）寫出以焦炭、磁鐵礦為主要原料冶煉生鐵的化學方程式：_，_，_。6. 氯堿廠電解飽和食鹽水溶液制取NaOH的工藝流程示意圖如下：依據(jù)上圖，完成下列填空：（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上發(fā)生反應的化學方程式為_，與電源負極相連的電極附近，溶液的pH_。（選填不變、升高或降低）。（2）工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)，精制過程發(fā)生反應的離子方程式為_。（3）如果粗鹽中SO含量較高，必須添加鋇試劑除去SO，該鋇試劑可以是_。（選填A、B或C）ABa（OH）2 BBa（NO3）2 CBaCl2（4）為了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO，加入試劑的合理順

28、序為_，（選填A、B或C）A先加入NaOH，后加入Na2CO3，再加入鋇試劑B先加入NaOH，后加入鋇試劑，再加入Na2CO3C先加入鋇試劑，后加入NaOH，再加入Na2CO3（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過_、冷卻、_（填寫操作名稱）除去NaCl。（6）用隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2和NaOH反應；采用無隔膜電解冷的食鹽水，Cl2和NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應的化學方程式為_。7.利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：依據(jù)上述流程，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

29、后產(chǎn)生CO 0.9n 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（4）由KHCO3分解得到的CO2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)，一是Fe（OH）3循環(huán)，二是K2CO3（aq）循環(huán)，請在上述流程圖中標出第三處循環(huán)（循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)）。8. 例題制取硝酸銨的流程圖如下：請回答下列問題：（1）合成氨的原料通常各來自何處？（2）已知N2（g）+3H2（g）2NH3（g），H92 kJmol1。請解釋：什么是可逆反應?為有效提高氨的產(chǎn)率，實際生產(chǎn)中宜采取

30、哪些措施？（3）寫出氨催化氧化的化學方程式。鉑銠合金網(wǎng)有何作用？為什么鉑銠合金網(wǎng)未預熱也會發(fā)熱？（4）生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對大氣的污染？寫出反應式。（5）舉出硝酸銨的兩種主要用途。解釋為什么該用途對現(xiàn)代社會非常重要？（6）在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均式量為8.5的H2和N2混合，當該反應達到平衡時，測出平衡混合氣的平均式量為10，此時N2的轉(zhuǎn)化率為_，平衡混合氣體中NH3的體積分數(shù)為_。（7）請你為硝酸廠的選址提出合理化建議。參考答案：1聯(lián)合制堿法或侯德榜制堿法 化肥或電解液或焊藥等（1） NH3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + N

31、aHCO3或 NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl（2） CO2（3） I過濾（4） 稀硝酸和硝酸銀溶液（5） a、c2（1）NH4HCO3分解；反應速率降低； 水浴加熱（2）使反應充分進行； NaHCO3的溶解度最?。?NaCl、NH4Cl、NH4HCO3（3）NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3； HCl3.（1）合成塔 CaSO4CO22NH3H2OCaCO3(NH4)2SO4，生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反應向正向進行。（2）一方面提供反應物，另一方面使溶液呈堿性有利于CO2的吸收。 CO

32、2（3）生石灰該流程中，產(chǎn)生的CO2循環(huán)使用，得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用的物質(zhì)，無廢物產(chǎn)生。由于CaSO4的溶解度較小，此反應的產(chǎn)率會比較低。4.(1)A (2)加快反應速率，使催化劑活性達到最佳狀態(tài)5. （1）從上到下依次為：發(fā)電廠、焦化廠、鋼鐵廠、水泥廠（2）鋼鐵（3）A（4）焦化廠回收焦爐氣中的氨，生產(chǎn)氮肥（5）食品工業(yè)棉紡織工業(yè)（或其他合理者）（6）C+O2CO2CO2+C2COFe3O4+4CO4CO2+3Fe6. 【解析】此題以氯堿工業(yè)的生產(chǎn)工藝流程為命題背景，涉及電解飽和食鹽水溶液的反應原理、粗鹽的精制、化學實驗基本操作方法、離子方程式和電極反應式的書寫等。理論知識與生產(chǎn)知識兼有

33、。（1）電解食鹽水時，與電源正極相連的電極發(fā)生的反應是2Cl2eCl2，與電源負極相連的電極發(fā)生的反應是2H+2eH2，消耗H+，即產(chǎn)生OH，所以溶液的pH升高。（2）精制過程中，加入Na2CO3除去Ca2+（Ca2+COCaCO3）；加入NaOH除去Mg2+Mg2+2OHMg（OH）2，由于Mg（OH）2的溶解度小于MgCO3的溶解度，所以Mg2+與OH、CO混合時，主要生成Mg（OH）2沉淀。（3）除去SO應選擇Ba2+，如加入Ba（NO3）2，溶液中會引入雜質(zhì)NO，而加入BaCl2或Ba（OH）2均不會增加新的雜質(zhì)。（4）除雜質(zhì)時加入Ba2+和OH無先后之分，但Na2CO3一定在BaCl

34、2之后加入，因為CO還能除去多余的Ba2+。（5）脫鹽工序的目的是分離NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作過程是蒸發(fā)，冷卻、結晶，經(jīng)過濾得到NaCl晶體。（6）如無隔膜會發(fā)生如下反應Cl2+2NaOHNaCl+2NaClO+H2O，電解食鹽水溶液的化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，兩反應的化學方程式相加得NaCl+H2ONaClO+H2【答案】（1）2Cl2eCl2升高（2）Ca2+COCaCO3Mg2+2OHMg（OH）2（3）AC（4）BC（5）蒸發(fā)過濾（6）NaCl+H2ONaClO+H27【解析】（1）流程圖中已給出反應物是H2

35、S和Fe（OH）3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4沒有參與反應，寫出方程式再配平即可。（2）寫出此反應的方程式：CH4+H2OCO+3H2，就很容易地看出產(chǎn)生H2應為30.9 n mol2.7 n mol。（3）CO2為氣體，加壓有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。（4）此題考查了考生對CO2用途的記憶，寫任一種用途即可。（5）合成氨反應是一可逆反應，H2和N2的轉(zhuǎn)化率低，必須循環(huán)利用?！敬鸢浮浚?）3H2S+2Fe（OH）3Fe2S3+6H2O（2）2.7 n（3）B（4）生產(chǎn)純堿（或作制冷劑等，其他合理答案也可以）8. 【解析】運用化學反應速率、化學平衡原理，結合流程圖和涉及反應的反

36、應特點，及化工生產(chǎn)的實際情況分析解答?！敬鸢浮浚?）N2取自于空氣，H2可來自于水煤氣；（2）略；可采取增壓、適當溫度和使用鐵觸媒等措施；（3）4NH3+5O24NO+6H2O，PtRh合金網(wǎng)起催化作用；因為氨的催化氧化反應是放熱反應，保證PtRt合金網(wǎng)達到一定溫度而不必預熱；（4）可用堿液吸收氮的氧化物：NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O（5）NH4NO3可作化肥和炸藥。前者可促使植物生長，增加農(nóng)作物產(chǎn)量；后者可用于軍事、建設上制造炸藥，故該物質(zhì)對現(xiàn)代社會的發(fā)展與和平作用重大；（6）30% 17.6%（7）廠址的選擇應具備以下有利條件：原料和產(chǎn)品運輸方便，生產(chǎn)動力來源充足，廢物易于

37、處理，地價較便宜等。化工生產(chǎn)中的綜合計算問題最近幾年上海高考化學試卷中呈現(xiàn)出結合化工生產(chǎn)過程中的具體情景設置計算型問題的現(xiàn)象，這是考察學生綜合分析及計算能力的較高要求之一。該類題的重心主要在原料的投料比、轉(zhuǎn)化率、定量分析等方面。問題示例1（有關氨、氮肥等物質(zhì)的生產(chǎn)方面）：某化肥廠以氨和空氣（其中氧氣的體積分數(shù)為0.2）為原料生產(chǎn)硝酸銨過程如下： 其中反應為4NH35O24NO6H2O步驟中發(fā)生了兩個反應，將這兩個化學方程式合并為一個化學方程式，可表示為_。若不考慮副反應且各步反應均完全，為使生產(chǎn)過程中不再補充空氣，則原料氣中氨（包括第步被硝酸吸收的氨）的體積分數(shù)最大值為_。假設實際生產(chǎn)中，反應

38、、中含氮物質(zhì)的利用率分別為a、b，反應中氨的利用率為c、硝酸的利用率為100，則合成硝酸銨的整個流程中，氨的總利用率是多少？（要求寫出解題過程）分析：該問題前兩個問題主要考察學生對若干個反應進行加和后得到總的變化結果的方法，大多數(shù)同學都可以順利解決，最后一問則考察有關利用率問題，稍有難度。 答案.（1）4NO3O22H2O4HNO3（2）1/6（或16.7%） （3）解法一：假設消耗NH3的總物質(zhì)的量為1mol，其中用于制取HNO3的NH3的物質(zhì)的量為x mol，被HNO3吸收的NH3的物質(zhì)的量為ymol，則有：xy1、abxcy。解得：xy 氨的總利用率（xabyc）1解法二：假設第步參加反

39、應的氨氣的物質(zhì)的量為4mol，則：生成硝酸的物質(zhì)的量4abmol；尿素（CO（NH2）2）NH4NO3 NH3 O2 空 氣N2 天然氣H2O 催化劑CO2 H2 第步需要氨氣的物質(zhì)的量為mol；氨的總利用率一定條件動手練1：以天然氣為原料合成氨是新的生產(chǎn)氮肥的方法，它具有污染小、成本低等諸多特點，其過程大體如下： 某工廠以標準狀況下的含CH4 89.6%的天然氣100 m3為原料經(jīng)過上述過程，生產(chǎn)尿素和硝酸銨。 合成氨生產(chǎn)過程中氨的產(chǎn)率為60%，假設其它各步反應均完全且不考慮副反應，求100 m3的天然氣可生產(chǎn)尿素的質(zhì)量。（注：產(chǎn)率為實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量之比） 為使硝酸生產(chǎn)過程中不再補充空氣，

40、假設各步反應均完全且氨中氮元素全部轉(zhuǎn)化為HNO3，空氣中氧氣的體積分數(shù)設為20%，求由氨氣和空氣組成的原料氣中 (不包含被硝酸吸收的氨氣)氨氣與空氣的體積比。 實際生產(chǎn)中，若氨的產(chǎn)率為60%，硝酸的產(chǎn)率為80%，求100 m3的天然氣最多可生產(chǎn)硝酸銨的質(zhì)量。動手練1答案.（1）192kg （2）1：10 （3）2276kg 動手練2：. 工業(yè)上用丁烷氧化法制醋酸，反應的化學方程式可表示為：2C4H105O24CH3COOH2H2O現(xiàn)用58噸丁烷為原料制取醋酸，求：（1）理論上需要標準狀況下的空氣m3（設空氣中O2、N2的體積分數(shù)分別為0.2、0.8），同時生成水噸。（2）若生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的質(zhì)量分數(shù)為%。（3）若同時生產(chǎn)質(zhì)量分數(shù)為100%的冰醋酸m1噸和質(zhì)量分數(shù)為50%的醋酸m2噸，且，需補充水y噸，則y與x的關系式為；若不補充水，則m1m2。動手練2答案（1）2.8105 ；18（2）86.96%（3） ；138問題示例2（關于氯堿工業(yè)）工業(yè)上生產(chǎn)鹽酸，必須先合成氯化氫氣體，生產(chǎn)中得到的氯化氫氣體中或多或少都會含有生成氯化氫的一種反應物，將該混合物用蒸水吸收可得一定濃度的純鹽酸，此過程中逸出的氣體可以循環(huán)利用。(1)寫出工業(yè)電解食鹽水制取H2和Cl2的化學方程式：。(2)工業(yè)上要得到純