第一章 复习（整理）

《第一章 复习（整理）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章 复习（整理）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、学 海 无 涯 知识回扣 一 依据化学原理确定生产过程一 依据化学原理确定生产过程 一 合成硫酸 1 三种原料 硫或硫铁矿 空气 水 2 三个生产阶段 造气 接触氧化 三氧化硫的吸收 3 三个反应 4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g H 3412KJ mol 1 或 S s O2 g SO2 g 2SO2 g O2 g 催化剂 2SO3 g H 196 6KJ mol 1 SO3 g H2O l H2SO4 l H 130 3KJ mol 1 4 三个设备 沸腾炉 接触室 吸收塔 各设备中运用的原理分别是什么 5 三种有害杂质 矿尘 砷 硒等化合物 水蒸气 三个净化过

2、程 除尘 水洗和干 燥 6 关于硫酸工业三废处理 1 环境保护与原料的综合利用 化工生产必须保护环境 严格治理 三废 并尽可能 把 三废 变为有用的副产品 实现原料的综合利用 硫酸厂的 三废 处理方法是 尾气吸收 氨吸收法 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 废水处理 石灰乳中和法 Ca OH 2 H2SO4 CaSO4 2H2O 废渣利用 制砖或制造水泥 2 能量的充分利用 化工生产中应充分利用反应热 这对于降低成本具有重要意义 硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要 而且还可以由硫酸厂向外界 输出大量能

3、量 供热发电 二 合成氨 学 海 无 涯 二 化工生产选择适宜条件的控制二 化工生产选择适宜条件的控制 化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度 依据外界 条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律确定 其原则是 1 对任一可逆反应 增大反应物浓度 能提高反应速率和转化率 故生产中常使廉价 易得的原料适当过量 以提高另一原料的利用率 如氮气与氢气的配比为 1 07 3 2 对气体分子数减少的反应 增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动 但压强太 大 动力消耗 设备要求 成本增高 故必须综合考虑 3 对放热反应 升温 提高反应速率 但转化率降低 若温度太低 反应速率又太慢

4、故需使用适当的催化剂 对吸热反应 升温 加快反应速率 又能提高转化率 但要避免反应物或生成物的过热 分解 4 使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡 但使用时必须注意其活性温度 范围 且防止催化剂 中毒 延长使用寿命 合成氨适宜条件 500 铁触媒 2 107 5 107 循环操作 三 纯碱的生产 1 氨碱法 反应分三步进行 NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NH4HCO3 NaCl NaHCO3 NH4Cl 2NaHCO3Na2CO CO2 H2O 反应生成的 CO2可以回收再用 NH4Cl 又和 CaO 反应产生 NH3重新作为原料使用 而副 产物 CaCl2大量堆积毁占耕地是

5、当时不可克服的公害 2NH4Cl CaO 2NH3 CaCl2 H2O 2 侯氏制碱侯氏制碱法原理为 先在饱和 aC 溶液中通入 再加压通入 H3 2 2 aC 4 3 由于 3的溶解度较小 所以有 3结晶析出 再将滤出的 3 学 海 无 涯 焙烧可得纯碱 3 2 2 典型例题讲解典型例题讲解 例 1 下面是合成氨的简要流程示意图 沿x路线回去的物质是 A N2和 H2 B 催化剂 C NH3 D H2 解析 反应混合气经过合成塔发生反应 N2 3H22NH3 成分变为 N2 H2 NH3 经冷 凝 NH3液化 N2 H2沸点很低 仍未液化 故再送入压缩机 循环使用 提高原料利用率 答案 A

6、例 2 读某城市的城市布局示意图 回答有关问题 煤炭基地 大型硫酸厂 自来水厂 疗养院 大型商场 食品厂 化 工厂 造纸厂 污水处理厂 高等院校 1 该城市布局是否合理 请分析原因 2 图中 处分布大型硫铁矿 主要成分是 FeS2 写出制取二氧化硫 三氧化硫的化学 方程式 3 接触法制硫酸的尾气中还含有少量的二氧化硫 如果排入大气 就会造成环境污染 学 海 无 涯 你认为该企业应该采用什么方法回收 利用尾气中的二氧化硫 写出有关反应的化学方程式 4 该市经济发达 每天有大量的汽车 排放氮氧化合物 碳氢化合物 以及企业 家 庭炉灶排放大量的二氧化硫 二氧化碳等 会导致市民心脏出现什么后果 该市应

7、采取哪些 措施防治大气污染 解答 1 煤炭基地 大型硫酸厂 化工厂布局合理 理由是它们都接近原料基地 且 在垂直风向的郊外 自来水厂 疗养院 大型商场 食品厂布局合理 自来水厂在河流上游 不受或少受污染 分布在居民区中心地带 造纸厂不合理 理由是 它位于夏季风的上风地 带 且离居民区 高等院校较近 大气污染严重 铁路穿过市区不合理 因为噪声污染 大 气污染严重 2 4FeS2 11O22Fe2O3 8SO22SO2 O22SO3 3 氨吸收法 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 4 心脏供氧不足 心脏收缩性减弱 因而心输出

8、量减少 该市应采取的措施是 大力植树造林 限制大量汽车将碳氢化合物 氮氧化合物排入大气 采用科学技术对硫 酸厂 化工厂 造纸厂 煤炭基地的废气进行回收处理 创造条件 将造纸厂迁移到远离 市区的郊外 例 3 甲 乙 丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同 但生产流程相同 试解答下列 问题 1 用化学方程式表示甲 乙 丙三个工厂合成尿素的原料气 H2和 CO2的生产过程 甲厂以焦炭 空气和水为原料 乙厂以天然气 空气和水为原料 丙厂以石脑油 主要成分 C5H12 空气和水为原料 2 按工业有关规定 利用原料所制得的原料气 H2和 CO2的物质的量之比 若最接近合成 尿素的原料气 NH3 换算为 H2的

9、物质的量 和 CO2物质的量之比 则对原料的利用率最高 据 此判断甲 乙 丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高 解析 绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段 因而过程 和终端均为零排放和零污染 通过化学转化获取新物质的过程中 就是要充分利用每种原料 的原子 具有 原子经济性 只有这样 才能做到既充分利用了资源 又实现了防止污染 答案 1 甲厂 C H2O g CO H2 学 海 无 涯 CO H2O g CO2 H2 N2 3H22NH3 乙厂 CH4 H2O g C900C700 CO 3H2 CO H2O g CO2 H2 N2 3H22NH3 丙厂 C5H12 5H

10、2O g 5CO 11H2 CO H2O g CO2 H2 N2 3H22NH3 2 由甲厂生产过程化学方程式可得如下关系式 C 2H2O g 2H2 CO2 得n H2 n CO2 2 1 由乙厂生产过程化学方程式可得如下关系式 CH4 2H2O 4H2 CO2 得n H2 n CO2 4 1 由丙厂生产过程化学方程式可得如下关系式 C5H12 g 10H2O g 16H2 5CO2得n H2 n CO2 16 5 3 3 1 由合成 CO NH2 2反应方程式 2NH3 CO2 CO NH2 2 H2O 可得 n H2 n CO2 2 32 1 3 1 故对照甲 乙 丙三厂原料气 H2和

11、CO2物质的量之比 只有丙厂原料气n H2 n CO2 3 3 1 最接近 3 1 故丙厂对原料利用率最高 例 4 在硫酸工业中 通过下列反应使 SO2转化为 SO3 2SO2 O22SO3 H 0 已知 常压下平衡混合气体中 SO3体积分数为 91 试回答 1 在生产中常用过量的空气是为了 2 加热到 400 500 是由于 3 压强采用 原因是 4 常用浓 H2SO4来吸收 SO3而不用水 因为 解析 此题考查了在硫酸工业中运用化学平衡原理选择适宜生产条件的能力 选择适宜 的反应条件 要从浓度 压强 温度 催化剂等条件中考虑该反应的速率 转化率 同时还 要考虑工业生产的实际情况 如 2 4

12、 两问是考虑速率问题 第 1 3 问则是考虑化 学平衡问题 且第 3 问要考虑生产的实际情况 答案 1 增大氧气浓度 提高成本较高的 SO2的转化率 2 在此温度下 催化剂活 性强 反应速率快 可缩短到达平衡的时间 提高单位时间内 SO3的产率 3 常压 因常 学 海 无 涯 压下平衡混合气体中 SO3的体积分数已达 91 若再加压 对设备动力系统要求高 成本高 加压已无实际意义 4 用水吸收易形成酸雾 降低吸收速率 防止空气污染 例 5 氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取 NaOH 的工艺流程示意图如下 依据上图 完成下列填空 1 在电解过程中 与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为 与电源

13、负极相连的电极附近 溶液的 pH 选填不变 升高或降低 2 工业食盐含 Ca 2 Mg2 等杂质 精制过程发生反应的离子方程式为 3 如果粗盐中 SO 2 4 含量较高 必须添加钡试剂除去 SO 2 4 该钡试剂可以是 选填 A B 或 C A Ba OH 2 B Ba NO3 2 C BaCl2 4 为了有效地除去 Ca 2 Mg2 SO 2 4 加入试剂的合理顺序为 选 填 A B 或 C A 先加入 NaOH 后加入 Na2CO3 再加入钡试剂 B 先加入 NaOH 后加入钡试剂 再加入 Na2CO3 C 先加入钡试剂 后加入 NaOH 再加入 Na2CO3 5 脱盐工序中利用 NaOH

14、 和 NaCl 在溶解度上的差异 通过 冷却 填写操作名称 除去 NaCl 6 用隔膜法电解食盐水时 电解槽分隔为阳极区和阴极区 防止 Cl2和 NaOH 反应 采用无隔膜电解冷的食盐水 Cl2和 NaOH 充分接触 产物仅是 NaClO 和 H2 相应的化学方程 式为 解析 此题以氯碱工业的生产工艺流程为命题背景 涉及电解饱和食盐水溶液的反应 原理 粗盐的精制 化学实验基本操作方法 离子方程式和电极反应式的书写等 理论知识 与生产知识兼有 1 电解食盐水时 与电源正极相连的电极发生的反应是 2Cl 2e Cl 2 与电源负 极相连的电极发生的反应是 2H 2e H 2 消耗 H 即产生 OH

15、 所以溶液的 pH 升高 2 精制过程中 加入 Na2CO3除去 Ca 2 Ca2 CO2 CaCO 3 加入 NaOH 除去 Mg 2 Mg2 学 海 无 涯 2OH Mg OH 2 由于 Mg OH 2的溶解度小于 MgCO3的溶解度 所以 Mg 2 与 OH CO 2 3 混合时 主要生成 Mg OH 2沉淀 3 除去 SO 2 4 应选择 Ba 2 如加入 Ba NO 3 2 溶液中会引入杂质 NO 3 而加入 BaCl2或 Ba OH 2均不会增加新的杂质 4 除杂质时加入 Ba 2 和 OH 无先后之分 但 Na 2CO3一定在 BaCl2之后加入 因为 CO 2 3 还 能除去多

16、余的 Ba 2 5 脱盐工序的目的是分离 NaOH 和 NaCl 由于 NaCl 溶解度小 因而 NaCl 首先析出 其 操作过程是蒸发 冷却 结晶 经过滤得到 NaCl 晶体 6 如无隔膜会发生如下反应 Cl2 2NaOHNaCl 2NaClO H2O 电解食盐水溶液的化学方 程式为2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 两反应的化学方程式相加得NaCl H2ONaClO H2 答案 1 2Cl 2e Cl 2 升高 2 Ca 2 CO 2 3 CaCO3 Mg 2 2OH Mg OH 2 3 AC 4 BC 5 蒸发 过滤 6 NaCl H2ONaClO H2 例 6 利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下 依据上述流程 完成下列填空 1 天然气脱硫时的化学方程式是 2 n mol CH4经一次转化后产生 CO 0 9n mol 产生 H2 mol 用含n的代 数式表示 学 海 无 涯 3 K2CO3 aq 和 CO2反应在加压下进行 加压的理论依据是 A 相似相溶原理B 勒夏特列原理C 酸碱中和原理 4 由 KHCO3分解得到的 CO2可以用于 写出 CO2的一种重 要用途