優(yōu)化探究高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第一章 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件（選修2）

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1、選修2化學(xué)與技術(shù)第一章化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一章化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 考綱要求1.了解我國(guó)無(wú)機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類(lèi)。2.了解合成氨的主要原理、原料、重要設(shè)備、流程和意義，認(rèn)識(shí)催化劑的研制對(duì)促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義。3.了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)、精細(xì)化工在社會(huì)發(fā)展中的作用。4.了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。 一、工業(yè)生產(chǎn)硫酸考點(diǎn)一化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)考點(diǎn)一化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)COH2CO2H2CO3H2CO24H2 (2)凈化： 原料氣中的主要雜質(zhì)：H2S、CO、CO2、O2等。 主要危害：某些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致催化劑。 凈化方法： a用氨水吸收H2S： _ c用K2CO3溶液吸收CO2： _ d用

2、醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。中毒中毒H2SNH3H2O=NH4HSH2OK2CO3CO2H2O=2KHCO3 (3)合成與分離： 設(shè)備：。 氨的分離：通過(guò)將氨液化，然后將液氨分離，分離出來(lái)的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)，再送到 中繼續(xù)合成。 流程：合成塔合成塔冷凝器冷凝器合成塔合成塔 三、純堿工業(yè) 1在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中為增大反應(yīng)速率，采取了哪些措施？ 2硫酸工業(yè)的適宜條件為400500 、常壓、催化劑(V2O5)、通過(guò)量O2，請(qǐng)思考選擇溫度和壓強(qiáng)的理由有哪些？ 3工業(yè)合成氨的原料氣是N2、H2，請(qǐng)思考回答下列問(wèn)題： (1)簡(jiǎn)述原料氣(N2、H2)的獲取方法。 (2)簡(jiǎn)述原料氣必須凈化后才能送入合成

3、塔的原因及凈化方法。 提示 1升高溫度；使用催化劑；在沸騰爐中燃料燃燒前，將原料粉碎，增大與空氣的接觸面積。 2溫度：依據(jù)平衡移動(dòng)原理，降低溫度有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率。但是，溫度較低時(shí)催化劑活性不高，反應(yīng)速率低。在實(shí)際生產(chǎn)中，選定400500 ，這時(shí)反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率都比較理想。 壓強(qiáng)：依據(jù)平衡移動(dòng)原理，增大壓強(qiáng)有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率。但是，在常壓、400500 時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，加壓對(duì)設(shè)備要求高，增大投資和能量消耗，故在實(shí)際生產(chǎn)中采用常壓操作，并不加壓。 1下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是() A在接觸室中使用鐵粉作催化劑 B在接觸室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源

4、C把硫鐵礦磨成細(xì)粉末，可以提高原材料的利用率 D該反應(yīng)采用400500 主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚院昧蛩峁I(yè)生產(chǎn)的原理和工藝流程硫酸工業(yè)生產(chǎn)的原理和工藝流程 解析：本題通過(guò)硫酸工業(yè)生產(chǎn)考查考生化學(xué)與技術(shù)，意在考查考生對(duì)硫酸工業(yè)的理解。硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，在接觸室中用鐵觸媒作催化劑，使SO2氧化為SO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；使用熱交換裝置可節(jié)約能源，B項(xiàng)正確；把硫鐵礦磨碎可增大其與氧氣的接觸面，使反應(yīng)進(jìn)行更充分，反應(yīng)速率更快，可提高原材料的利用率，C項(xiàng)正確；反應(yīng)溫度采用400500 是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚宰罡撸珼項(xiàng)正確。 答案：A (3)下列有關(guān)操作目的的說(shuō)明中，不正確的是_。 a黃鐵礦燃燒前需粉碎，是為

5、了使其燃燒快而充分 b從甲設(shè)備出來(lái)的爐氣需凈化，是為了防止混合氣體污染空氣 c乙設(shè)備中使用催化劑，是為了提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率 d吸收塔中裝有大量瓷環(huán)，是為了增大SO3與98.3%濃硫酸的接觸面積 (4)簡(jiǎn)述在乙設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的：_。 (5)工業(yè)生產(chǎn)中常用氨硫酸法進(jìn)行尾氣脫硫，以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的，用兩個(gè)化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理：_。 答案：(1)沸騰爐接觸室(2)FeS2(3)bc (4)利用SO2氧化為SO3時(shí)放出的熱量來(lái)預(yù)熱即將參加反應(yīng)的SO2和O2，提高SO2的轉(zhuǎn)化率，使能量循環(huán)利用等 (5)SO2NH3H2O=NH4HSO32NH4HSO3H2SO4=(NH4

6、)2SO42SO22H2O或SO22NH3H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O合成氨工業(yè)生產(chǎn)的原理和流程合成氨工業(yè)生產(chǎn)的原理和流程 解析：化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，只與反應(yīng)體系的始、終態(tài)有關(guān)，故錯(cuò)；新催化劑只是降低了反應(yīng)所需要的能量，仍需要斷開(kāi)化學(xué)鍵，故錯(cuò)。 答案：B 4以天然氣、焦炭、水、空氣為初始原料，可以制得若干化工產(chǎn)品：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)合成氨中原料氣體合成氨中原料氣體N2來(lái)源于空氣，可采用將空氣來(lái)源于空氣，可采用將空氣_和和_兩種方法制取，兩種方法制取，H2可采用上圖中的反應(yīng)可采用上圖中的反應(yīng)制取，其化學(xué)

7、方程制取，其化學(xué)方程式為式為_(kāi)。 5聯(lián)堿法(侯氏制堿法)和氨堿法的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)要表示如下圖：純堿工業(yè)生產(chǎn)的原理和流程純堿工業(yè)生產(chǎn)的原理和流程(1)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)X是是_，Y是是_(填化學(xué)式填化學(xué)式)。(3)Z中除了溶解的氨氣、食鹽外，其他溶質(zhì)還有中除了溶解的氨氣、食鹽外，其他溶質(zhì)還有_；排出液排出液W中的溶質(zhì)除了氫氧化鈣外，還有中的溶質(zhì)除了氫氧化鈣外，還有_。 (4)從理論上分析，在氨堿法生產(chǎn)過(guò)程中_(填“需要”“不需要”)補(bǔ)充氨氣，從原料到產(chǎn)品，氨堿法總反應(yīng)過(guò)程用化學(xué)方程式可表示為_(kāi)。 (5)根據(jù)聯(lián)堿法中從母液中提取氯化銨晶體的過(guò)程推測(cè)，

8、所得結(jié)論正確的是_。 a常溫時(shí)氯化銨的溶解度比氯化鈉小 b通入氨氣的目的是使氯化銨更多析出 c加入食鹽細(xì)粉的目的是提高Na的濃度，促進(jìn)碳酸氫鈉結(jié)晶析出 (6)聯(lián)堿法中，每當(dāng)通入44.8 L NH3(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)可以得到純堿100.0 g，則NH3的利用率為_(kāi)。相比于氨堿法，聯(lián)堿法的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是_。 答案：(1)NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl (2)CO2NH3 (3)Na2CO3、NH4ClCaCl2、NaCl (4)不需要CaCO32NaCl=Na2CO3CaCl2 (5)b(6)94.3%不產(chǎn)生無(wú)用的CaCl2(或提高了食鹽的轉(zhuǎn)化率等) 6目前，我國(guó)采用“接觸法

9、”制硫酸。有關(guān)接觸法制硫酸過(guò)程中定量分析，回答下列問(wèn)題： (1)由硫酸廠(chǎng)沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO與SO3在沸騰爐中化合而成)，其中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨沸騰爐溫度不同而變化(見(jiàn)下表)。無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)處理無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)處理已知已知CuSO4在低于在低于660 時(shí)不會(huì)分解，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中時(shí)不會(huì)分解，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因_。 答案：(1)SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率減小，SO3物質(zhì)的量減少，所以CuSO4的量減少(2)82 7.7

10、94.3%(3)6.25105 1常見(jiàn)的工業(yè)生產(chǎn)流程的主線(xiàn)和核心 規(guī)律：主線(xiàn)主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。 核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制、三廢處理及能量的綜合利用等。 2化工生產(chǎn)中常涉及的三種計(jì)算方法 (1)元素守恒法： 理論上，原料中的某種核心元素全部進(jìn)入產(chǎn)品中，因此依據(jù)守恒原理可以得出相應(yīng)的關(guān)系式，如： 硫鐵礦制硫酸：FeS2(2SO22SO3)2H2SO4； 硫黃制硫酸：S(SO2SO3)H2SO4； 氨氧化法制硝酸：NH3(NONO2)HNO3； 磁鐵礦煉鐵：Fe3O43Fe。 1精細(xì)化工產(chǎn)品 (1)精細(xì)化學(xué)品的種類(lèi)： 醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料和顏料、涂料、黏合劑

11、、表面活性劑、催化劑、食品和飼料添加劑，以及塑料、合成纖維和橡膠用的添加劑等。 (2)精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)特點(diǎn)： 多品種、小批量、產(chǎn)值高； 生產(chǎn)流程和設(shè)備復(fù)雜、綜合性和功能性強(qiáng)； 技術(shù)密集、附加值高?？键c(diǎn)二精細(xì)化工與農(nóng)藥、化肥、合成洗滌劑考點(diǎn)二精細(xì)化工與農(nóng)藥、化肥、合成洗滌劑 2化肥 3.農(nóng)藥農(nóng)作物的保護(hù)神 (1)分類(lèi)：(2)農(nóng)藥對(duì)土壤和環(huán)境造成的不良影響：農(nóng)藥對(duì)土壤和環(huán)境造成的不良影響：對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成污染，危及食品安全；對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成污染，危及食品安全；對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危及人類(lèi)身體健康和生命安全；對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危及人類(lèi)身體健康和生命安全；破壞生物鏈，影響生態(tài)平衡。破壞生物鏈，影響生態(tài)平衡。

12、 4肥皂與合成洗滌劑 請(qǐng)畫(huà)出工業(yè)生產(chǎn)肥皂的工藝流程。 1下列對(duì)使用化肥、農(nóng)藥的描述中正確的是() A高溫多雨時(shí)比較適合施用鉀肥 B長(zhǎng)期施用硫銨會(huì)造成土壤板結(jié) C石硫合劑必須與硫酸混合后才能施用 D過(guò)磷酸鈣必須經(jīng)硫酸處理后才能施用化肥、農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 解析：A中鉀肥易溶于水，多雨時(shí)易造成化肥的流失；B中硫銨溶于水呈酸性，易破壞土壤的膠體結(jié)構(gòu)使土壤板結(jié)；C中石硫合劑主要成分是多硫化鈣，具有滲透和侵蝕病菌細(xì)胞及害蟲(chóng)體壁的能力，能在植物體表面形成一層藥膜起保護(hù)作用，如果和硫酸混合后施用，會(huì)生成硫酸鈣使石硫合劑失去作用；D中有效成分為Ca(H2PO4)2，屬水溶性速效磷肥，應(yīng)直接施用

13、。 答案：B 2農(nóng)作物生長(zhǎng)不僅需要陽(yáng)光、空氣和水，還需要多種化學(xué)元素。當(dāng)植物缺乏N元素時(shí)，表現(xiàn)為植株生長(zhǎng)緩慢、葉色發(fā)黃，嚴(yán)重時(shí)葉片脫落直至死亡。而農(nóng)作物的生長(zhǎng)僅靠土壤中的N元素不能滿(mǎn)足生長(zhǎng)的需要，必須靠施肥加以補(bǔ)充。 (1)下列可作氮肥的化合物是_(填字母，下同)，其中含N量最高的是_。 A碳酸氫銨B磷酸二氫鈣 C硫酸鉀 D硝酸鉀 E尿素 (2)尿素的合成有多種方法，請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)合成尿素的化學(xué)方程式_。 (3)尿素在土壤中需經(jīng)過(guò)水解后方可被農(nóng)作物吸收，請(qǐng)寫(xiě)出尿素水解的化學(xué)方程式_。 簡(jiǎn)述尿素作氮肥的優(yōu)點(diǎn)_、_。 (4)氮肥的制備，首先涉及氨的合成，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列合成氨工藝流程圖中的設(shè)備名稱(chēng)：A_、B

14、_。 3下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述錯(cuò)誤的是() A在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中，烷基含碳原子的個(gè)數(shù)以1218為宜 B在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中，烷基應(yīng)以帶有支鏈的為宜 C在合成洗滌劑中添加酶制劑可提高洗滌效果 D在合成洗滌劑中應(yīng)以無(wú)磷助劑代替含磷助劑 解析：根據(jù)合成洗滌劑的洗滌原理可知烷基應(yīng)以直鏈為宜，且其碳原子數(shù)不能太多，也不能太少，以1218為宜；為提高洗滌效果可添加酶制劑；為防止污染，用無(wú)磷助劑代替含磷助劑。 答案：B肥皂和合成洗滌劑的生產(chǎn)與使用肥皂和合成洗滌劑的生產(chǎn)與使用 4洗衣粉的主要成分之一是烷基苯磺酸鈉，常用的是十二烷基苯磺酸鈉，其合成路線(xiàn)如下： (3)用油脂可以制肥皂，試寫(xiě)出由硬脂酸甘油酯

15、生成硬脂酸鈉和甘油的化學(xué)方程式：_，反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)。 (4)在洗滌劑中添加酶制劑能促進(jìn)污垢中的蛋白質(zhì)(如奶漬、肉湯)等水解為可溶性的物質(zhì)而被除去。在使用加酶洗衣粉的水溶液中浸泡1030 min，水溫在4050 最佳。加酶洗衣粉不宜在高溫下、潮濕環(huán)境中貯存，也不宜久存。為什么？_。 (5)過(guò)去使用的合成洗滌劑中常加入三聚磷酸鈉(Na5P3O10)作助劑，它可使硬度大的洗滌水軟化，對(duì)微細(xì)的無(wú)機(jī)粒子或油脂具有分散、乳化、膠溶作用，防止污漬再次沉積到衣物上；它還能維持水溶液的弱堿性，提高洗滌劑的去污能力和洗滌效果。但是，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界各國(guó)先后提出必須生產(chǎn)和使用無(wú)磷洗滌劑。請(qǐng)解釋原因_。 (

16、4)酶發(fā)揮催化作用需要適宜的條件(溫度、酸堿度等)，酶自身是蛋白質(zhì)，在不適宜的條件下(如高溫)容易變質(zhì)而失去活性(答案合理即可) (5)三聚磷酸鈉造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，破壞了水體原有的生態(tài)平衡，對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境造成了很大的危害(答案合理即可) 化工生產(chǎn)流程的評(píng)價(jià)與優(yōu)化方法 化工生產(chǎn)方案應(yīng)用從環(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(chǎng)址選擇等方面進(jìn)行考慮。 1綠色化學(xué)：綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無(wú)害化學(xué)、清潔化學(xué)，是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。理想的化工方式是：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”。 2循環(huán)操作：是化工生產(chǎn)的重要工藝之一，利

17、用循環(huán)操作能有效地提高原料的利用率，降低生產(chǎn)成本。 3循環(huán)利用：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。 4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，制硫酸工業(yè)吸收塔中的氣體和吸收液濃硫酸等。逆流的作用是使反應(yīng)物充分接觸，此外，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的冷凝管也采用了逆流原理。 典例工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)路布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進(jìn)行煅燒，再浸取、結(jié)晶而制得純堿。 食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)； 硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)(已知產(chǎn)物之一為

18、CaS)； (2)氨堿法的工藝如下圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。圖中的中間產(chǎn)物圖中的中間產(chǎn)物C是是_，D是是_(寫(xiě)化學(xué)式寫(xiě)化學(xué)式)；裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；(3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是_； (4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石等為原料制碳酸鉀。請(qǐng)結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線(xiàn)，分析說(shuō)明是否可行。 _。 解析(1)由得失電子守恒確定Na2SO4和C的關(guān)系。 (2)CaCO3高溫分解生成CaO，CaO與H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2；Ca(OH)2與NH4Cl反應(yīng)生成NH3。 NaHCO3析出用沉淀符號(hào)。 (4)由于溶解度不同，NaHCO3析出而KHCO3仍留在溶液中。