高考A計(jì)劃年新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 13.1 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

第十三章化學(xué)與技術(shù)精選ppt精選ppt第一節(jié)化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精選ppt精選ppt一、硫酸工業(yè)1.硫酸工業(yè)的生產(chǎn)流程與設(shè)備

精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt2.合成氨適宜條件的選擇在實(shí)際生產(chǎn)中,需要考慮反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、原料選擇、產(chǎn)量與設(shè)備等多方面情況,以確定最佳的生產(chǎn)條件。(1)溫度:400~500℃;壓強(qiáng):10~30MPa;催化劑:以Fe為主。(2)合成氨的轉(zhuǎn)化率較低,要采用循環(huán)操作。氨液化分離后,沒有完全反應(yīng)的N2和H2經(jīng)過循環(huán)壓縮機(jī)再送入合成塔被充分利用。

精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt(2)合理使用化肥①銨態(tài)氮肥不能跟堿性物質(zhì)如草木灰(含K2CO3)、熟石灰等混合施用,以防氨逸出,降低肥效。②磷肥不能跟熟石灰或堿性肥料混合施用,防止生成不溶性磷酸鈣而失效。

精選ppt精選ppt(2)農(nóng)藥的合理使用與環(huán)境保護(hù)①理想的殺蟲劑被稱為“環(huán)境友好農(nóng)藥”,應(yīng)該具有高效、低毒、低殘留的特點(diǎn),目前以擬除蟲菊酯和雜環(huán)類化合物為代表。以DDT為代表的藥效低、難代謝、污染環(huán)境的第一代農(nóng)藥已被禁用。

②不合理使用化肥、農(nóng)藥的不良后果a.土壤污染:重金屬元素污染、有毒的有機(jī)物和放射性物質(zhì)污染。b.水體污染:造成水域氮、磷含量升高,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化污染。

c.大氣污染:氮化物和硫化物氣體的排放。

精選ppt3.洗滌劑工業(yè)(1)肥皂的生產(chǎn)①原理:油脂在堿性條件下水解生成高級脂肪酸鹽(肥皂的主要成分)。

②工藝流程精選ppt(2)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。精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)一

化學(xué)原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.增大反應(yīng)速率的措施(1)升高溫度。(2)使用催化劑。(3)在沸騰爐中燃燒時(shí),將原料粉碎,增大與空氣的接觸面積。精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一2.反應(yīng)條件的選擇(1)溫度:要根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡原理綜合考慮反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率的關(guān)系,還要注意催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系。如工業(yè)制硫酸中,根據(jù)平衡移動(dòng)原理,應(yīng)在低溫下進(jìn)行,但低溫時(shí)催化劑的活性不高,反應(yīng)速率低,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的溫度。為了防止催化劑中毒,原料氣在進(jìn)入催化反應(yīng)室(接觸室)之前必須經(jīng)過除塵、洗滌、干燥等操作。(2)壓強(qiáng):要綜合考慮反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)成本等。如工業(yè)制硫酸中根據(jù)平衡移動(dòng)原理,應(yīng)在高壓條件下進(jìn)行,但增大壓強(qiáng)對SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,且加壓會增大成本和能量消耗,而反應(yīng)物在常壓條件下的轉(zhuǎn)化率已很高,故實(shí)際生產(chǎn)中采用常壓操作。(3)根據(jù)平衡移動(dòng)原理可適當(dāng)增大廉價(jià)原料的濃度以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。如工業(yè)制硫酸中適當(dāng)過量的空氣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一3.逆流原理的應(yīng)用:如工業(yè)制硫酸中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?xì)怏w充分接觸,反應(yīng)充分進(jìn)行;吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán)(片),98.3%的濃硫酸從塔頂噴下,三氧化硫氣體從塔底吹入,提高吸收率。5.循環(huán)操作原理的應(yīng)用:循環(huán)操作可使沒有反應(yīng)完的反應(yīng)物再次進(jìn)行反應(yīng),以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。如合成氨和工業(yè)制硫酸中SO2的催化氧化反應(yīng)均為可逆反應(yīng),采取循環(huán)操作提高了原料的利用率,減小了生產(chǎn)成本。6.循環(huán)利用的應(yīng)用:可以充分利用原料、節(jié)約資源,同時(shí)也是減少排放、實(shí)現(xiàn)變廢為寶的重要手段。如制堿工業(yè)中氯化鈉溶液的循環(huán)利用可提高氯化鈉的利用率。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一典例1

(2015·蘇州模擬)繼侯德榜“聯(lián)合制堿法”后,上世紀(jì)50年代某些化工專家開始研究有機(jī)胺制堿法,目前這項(xiàng)研究工作取得了一定進(jìn)展。其工藝流程如下:(1)有機(jī)胺制堿法反應(yīng)生成小蘇打的化學(xué)方程式是

;操作①稱為

。

(2)過程③得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式是

。

(3)在過程④中,回收有機(jī)胺的化學(xué)方程式是

。

(4)副產(chǎn)品的用途:

。

(5)本工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是

。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一【歸納總結(jié)】復(fù)雜的工藝流程題的解題原則(1)找出流程目的,由起點(diǎn)到終點(diǎn)看出一條流程主線。(2)抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)的。(3)逐一分析這條主線上的“支線”,“支線”一般為新增加原料、物質(zhì)或能量的循環(huán)利用、生成副產(chǎn)物等。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一1.(2015·西安八校聯(lián)考)如圖是某企業(yè)設(shè)計(jì)的硫酸—磷肥—水泥聯(lián)產(chǎn)、海水—淡水多用、鹽—熱—電聯(lián)產(chǎn)的三大生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈流程圖。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一2.(2015·武漢一模)工業(yè)上以黃鐵礦(FeS2)為原料,采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程圖如下。

(1)黃鐵礦在沸騰爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一(2)為充分利用反應(yīng)放出的熱量,接觸室中應(yīng)安裝熱交換器(填“設(shè)備Ⅰ”的名稱)。

(3)原料氣在一定條件下通入接觸室中,測量各截面過程氣體流中各種氣體的物質(zhì)的量的百分含量如下,則該過程中SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為

91.7%

(精確到0.1%)。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一(4)在吸收塔中將SO3轉(zhuǎn)化成硫酸,使用98.3%的硫酸從上方噴淋,而不使用水的理由是防止形成酸霧。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是增大氣液的接觸面積。

(5)尾氣中常含有N2、O2、SO2、微量的SO3等。為了綜合利用尾氣,可將其通入氨水中,再按一定比例加入碳酸氫銨,降低溫度析出含結(jié)晶水的晶體。已知該結(jié)晶水合物的相對分子質(zhì)量為134,則其化學(xué)式為

(NH4)2SO3·H2O

。

(6)能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是

BC

(填標(biāo)號)。

A.NaOH溶液、酚酞試液 B.KMnO4溶液、稀H2SO4C.碘水、淀粉溶液 D.氨水、酚酞試液

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二

化工生產(chǎn)的評價(jià)與優(yōu)化1.從環(huán)保、能源和資源的綜合利用上評價(jià):應(yīng)從環(huán)境保護(hù)和綜合利用原料、合理利用能量以及化工生產(chǎn)的規(guī)模和廠址選擇等方面進(jìn)行考慮。(1)綠色化學(xué):綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué),是用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。需要特別注意的是:綠色化學(xué)是“防止污染”,而不是“治理污染”。(2)理想的化工方式:反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,實(shí)現(xiàn)“零排放”。符合綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展。包括原料的綠色化、試劑與催化劑無公害性、原子利用率高等。2.從化工生產(chǎn)條件和經(jīng)濟(jì)利益上評價(jià):運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理時(shí),既要注意外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的一致性,又要注意對二者影響的矛盾性,同時(shí)還得考慮實(shí)際生產(chǎn)中的動(dòng)力、材料、設(shè)備等因素來選擇適宜的化工生產(chǎn)條件。注意生產(chǎn)實(shí)際以及工業(yè)生產(chǎn)的可行性,如選擇超高溫或超高壓等條件。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一3.從生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)上評價(jià):生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)要遵循環(huán)保、節(jié)能、簡約等原則。(1)節(jié)能可考慮:①循環(huán)操作,②循環(huán)利用,③化工生產(chǎn)中的逆流原理:熱交換器中的冷、熱氣體(或液體),沸騰爐中的燃料與空氣,吸收塔中氣體和吸收液等。逆流的作用是充分接觸,此外,化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的冷凝管也采用了逆流原理。(2)評價(jià)流程時(shí)可考慮:①原料豐富、廉價(jià),②生產(chǎn)流程短,③產(chǎn)品純度高,④“三廢”排放少,⑤產(chǎn)品易于分離等。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一典例2

“低碳”既是時(shí)尚,也是環(huán)保要求。“低碳”在工業(yè)生產(chǎn)中意義重大,充分利用原材料,不排放或減少排放“三廢”,不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾個(gè)工廠利用廢氣、廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝:請回答下列問題:(1)工藝操作①②分別為

、

。

(2)工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為

。

(3)寫出生成“產(chǎn)品”的離子方程式:

。

(4)在實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)合成氨廠排出的廢氣中是否含有氨氣的方法是

。

(5)副產(chǎn)品的化學(xué)式為

。該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是

。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一【解題思路】(1)合成氨的原料之一氮?dú)鈦碓从诳諝?制備方法是將空氣液化后蒸餾分離出氧氣,獲得氮?dú)狻?2)工業(yè)合成氨的條件是高溫、高壓和催化劑。(3)由題意知“產(chǎn)品”是硫酸銨,反應(yīng)物是硫酸鈣懸濁液、二氧化碳、氨氣等,產(chǎn)物除產(chǎn)品硫酸銨外,還有碳酸鈣沉淀。(4)氨氣溶于水顯堿性,實(shí)驗(yàn)室中可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)或利用氨氣與氯化氫化合生成氯化銨的反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)等。(5)分析題給框圖中各物質(zhì)的關(guān)系,結(jié)合箭頭的指向可知能夠循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化碳,“副產(chǎn)品”為氧化鈣。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一【解題技巧】本題可以利用截段分析法。一般截段以生產(chǎn)的產(chǎn)品為準(zhǔn)點(diǎn),如本題主要涉及原料氣的獲取、工業(yè)合成氨、含氨廢氣的處理及化肥硫酸銨的獲取、副產(chǎn)品CaO的獲取及CO2的循環(huán)使用等幾段。

精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一精選ppt考點(diǎn)二考點(diǎn)一【解析】(1)粉碎反應(yīng)物可增大反應(yīng)物之間的接觸面積以加快反應(yīng)速率;類比CaCO3與HCl的反應(yīng)書寫MnCO3與HCl的反應(yīng)。(2)此時(shí)溶液顯酸性(pH=4),再通過已知表格信息可知在pH=4時(shí)Fe3+以Fe(OH)3沉淀形式存在,所以離子方程式中同時(shí)生成Fe(OH)3和H+是沒問題的。(3)應(yīng)用沉淀轉(zhuǎn)化來除雜。(5)①觀察化合價(jià),可知Mn2+在陽極失電子生成MnO2。②Cl2為陽極另一產(chǎn)物,用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)即可。③Mn2+、Cl-都在陽極放電,二者為競爭關(guān)系,增大Mn2+濃度后,有利于Mn2+放電。

精選ppt1.(2015·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)苯酚和丙酮都是重要的化工原料,工業(yè)上可用異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮,其反應(yīng)和工藝流程示意圖如下:精選ppt精選ppt回答下列問題:(1)在反應(yīng)器A中通入的X是

O2(或空氣)

。

(2)反應(yīng)①和②分別在裝置

A

和

C

中進(jìn)行(填裝置符號)。

(3)在分解釜C中加入的Y為少量濃硫酸,其作用是催化劑(提高反應(yīng)速率)

,優(yōu)點(diǎn)是用量少,缺點(diǎn)是腐蝕設(shè)備。

(4)反應(yīng)②為放熱(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。反應(yīng)溫度應(yīng)控制在50~60℃,溫度過高的安全隱患是可能會導(dǎo)致(過氧化物)爆炸。

(5)中和釜D中加入的Z最適宜的是

c

(填標(biāo)號,已知苯酚是一種弱酸)。

a.NaOH b.CaCO3 c.NaHCO3 d.CaO(6)蒸餾塔F中的餾出物T和P分別為丙酮和苯酚,判斷的依據(jù)是丙酮的沸點(diǎn)低于苯酚。

(7)用該方法合成苯酚和丙酮的優(yōu)點(diǎn)是原子利用率高。

精選ppt【解析】本題考查的是有機(jī)化工生產(chǎn)流程。(1)根據(jù)題目信息可知,在反應(yīng)器A中通入的X是O2。(2)在裝置A中發(fā)生化合反應(yīng),在裝置C中發(fā)生分解反應(yīng),生成苯酚和丙酮。(3)在C中加入少量濃硫酸的作用是促進(jìn)異丙苯過氧化氫的分解,但缺點(diǎn)是硫酸有強(qiáng)氧化性,能腐蝕設(shè)備。(4)根據(jù)方程式可知,反應(yīng)②為放熱反應(yīng);根據(jù)它們的相關(guān)物理參數(shù)和流程可知,溫度過高,過氧化物劇烈分解,可能使裝置發(fā)生爆炸。(5)苯酚的酸性小于碳酸,而在D裝置中主要是中和硫酸,要使得硫酸充分中和,這里只能選擇c項(xiàng)(NaHCO3)。(6)F裝置是分離互溶的液態(tài)苯酚和丙酮,由題表中信息知其沸點(diǎn)相差較大,因此可用蒸餾或分餾進(jìn)行分離與提純,根據(jù)沸點(diǎn)差異,首先揮發(fā)出的在T處,溫度稍低,為