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1、 课 堂堂 反反 馈课 堂堂 探探 究究考考 点点 突突 破破 课 时 作作 业 单元元综合合测试堂堂课课探探 究究解读考纲解读考纲考点考点考考纲解解读化学与工化学与工农业生生产的的联系系1.了解化学在水了解化学在水处理中的理中的应用。用。2了解合成氨的主要原理、原料、重要了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意、流程和意义，认识催化催化剂的研制的研制对促促进化学工化学工业发展的重大意展的重大意义。3了解精细化工产品的生产特点、精细化了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。工在社会发展中的作用。4了解化学肥料、农药等在农业生产中的了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。作
2、用。基础回扣基础回扣 一、化工生产过程中的基本问题一、化工生产过程中的基本问题1依据化学反依据化学反应原理确定生原理确定生产过程程(1)关关于于工工业制制硫硫酸酸的的反反应原原理理及及过程程，可可从从以以下下几几方方面面考考虑：原原料料应该是是自自然然界界存存在在的的含含硫硫的的物物质，如如硫硫黄黄、黄黄铁矿等；等；生生产H2SO4的的主主要要化化学学过程程可可以以分分成成SO2的的生生成成和和SO2转化化为SO3两个两个阶段。段。(2)工工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段。段。2生生产中原料的中原料的选择工工业生生产某某种种化化工工产品品，选
3、择原原料料时要要从从多多方方面面去去考考虑，如如化化学学反反应原原理理、厂厂址址选择、原原料料、能能源源、工工业用用水水的的供供应能能力、力、贮存、运存、运输、预处理成本及理成本及环境保境保护等。等。3生生产中反中反应条件的控制条件的控制对二氧化硫的催化氧化：二氧化硫的催化氧化：(1)温度条件。温度条件。(2)压强强条件。条件。(3)催化催化剂。4生生产中的三中的三废处理理(以硫酸生以硫酸生产为例例)(1)尾气吸收尾气吸收硫酸生硫酸生产尾气成分：尾气成分：SO2；处理理试剂：石灰水、硫酸。：石灰水、硫酸。(2)污水水处理。理。(3)废渣的利用。渣的利用。5能量的充分利用能量的充分利用2合成氨的
4、基本生合成氨的基本生产过程程三个步三个步骤：造气、：造气、净化、合成。化、合成。(1)制制备合成氨的原料气；合成氨的原料气；(2)原料气的原料气的净化；化；(3)氨的合成与分离。氨的合成与分离。3合成氨工合成氨工业的的发展展(1)原料及原料气的原料及原料气的净化；化；(2)催化催化剂的改的改进；(3)环境保境保护。废渣：用作建材和肥料的原料。渣：用作建材和肥料的原料。废气：主要是气：主要是H2S和和CO2等有害气体。等有害气体。废液：主要是含液：主要是含氰化物和含氨的化物和含氨的污水。水。三、纯碱的生产三、纯碱的生产1氨碱法生产纯碱氨碱法生产纯碱氨氨碱碱法法也也称称索索尔尔维维制制碱碱法法，其
5、其原原料料是是：食食盐盐、氨氨和和二二氧氧化化碳。碳。(1)制取碳酸氢钠和氯化铵制取碳酸氢钠和氯化铵(2)制取碳酸钠制取碳酸钠(3)氨碱法生氨碱法生产纯碱的碱的优缺点缺点氨氨碱碱法法的的优点点：原原料料便便宜宜易易得得，产品品纯度度高高、氨氨和和部部分分二氧化碳可以循二氧化碳可以循环使用、制造步使用、制造步骤简单。氨氨碱碱法法的的缺缺点点：食食盐的的利利用用率率低低(约70%)，约有有30%的的NaCl留在母液中；留在母液中；产生了当生了当时认为无用的无用的氯化化钙。2联合制碱法合制碱法(又称侯氏制碱法又称侯氏制碱法)(1)将将制制碱碱中中含含氯的的废液液与与合合成成氨氨过程程中中的的二二氧氧
6、化化碳碳废气气加加以以回回收收、利利用用，制制成成纯碱碱和和氯化化铵化化肥肥，使使氨氨碱碱法法与与合合成成氨氨两两大工大工业联合起来。合起来。(2)原料是食原料是食盐、氨和二氧化碳。、氨和二氧化碳。(3)联合制碱法的合制碱法的优点：点：氯化化钠的利用率达的利用率达96%以上；以上；综合利用了合成氨厂的二氧化碳；合利用了合成氨厂的二氧化碳；节省了省了设备；没有没有难以以处理的理的氯化化钙废料。料。四、化肥和农药四、化肥和农药1化肥为农作物补充必要的营养元素化肥为农作物补充必要的营养元素农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。2常见杀菌剂
7、和消毒剂常见杀菌剂和消毒剂(1)农药石硫合剂：石灰和硫黄配制。农药石硫合剂：石灰和硫黄配制。(2)波尔多液：硫酸铜和石灰配制。波尔多液：硫酸铜和石灰配制。(3)含氯化合物含氯化合物666(六氯化苯六氯化苯)和和DDT(难代谢，污染环境难代谢，污染环境)。(4)植物生长调节剂：例如乙烯可以催熟果实。植物生长调节剂：例如乙烯可以催熟果实。(5)常常用用消消毒毒剂：酒酒精精溶溶液液、碘碘酒酒、双双氧氧水水、高高锰酸酸钾溶溶液液、氯系消毒系消毒剂(氯气、漂白粉、二氧化气、漂白粉、二氧化氯)、过氧乙酸溶液等。氧乙酸溶液等。3化肥、化肥、农药的合理使用与的合理使用与环境保境保护(1)农药主主要要用用于于对
8、有有害害生生物物的的防防治治，但但它它们对周周围生生物物群群落的影响是广泛而复落的影响是广泛而复杂的，如能毒害水生生物和的，如能毒害水生生物和污染水源等；染水源等；(2)不不合合理理施施用用化化肥肥会会影影响响土土壤壤的的酸酸碱碱性性和和土土壤壤结构构；过量量的的化化肥肥会会随随着着雨雨水水流流入入河河流流和和湖湖泊泊，造造成成水水体体富富营养养化化，产生生水水华等等污染染现象。象。五、表面活性剂与精细化学品五、表面活性剂与精细化学品1肥皂可以用来去油污肥皂可以用来去油污(1)肥皂的去污原理肥皂的去污原理肥肥皂皂的的成成分分：肥肥皂皂的的化化学学成成分分为为高高级级脂脂肪肪酸酸的的钠钠盐盐或或
9、钾钾盐。盐。去去污污原原理理：在在洗洗涤涤衣衣物物时时，肥肥皂皂、油油污污与与水水之之间间发发生生润润湿、乳化和起泡三种主要作用而达到去污的目的。湿、乳化和起泡三种主要作用而达到去污的目的。(2)肥皂的生肥皂的生产原原理理：高高级脂脂肪肪酸酸甘甘油油酯在在碱碱性性条条件件下下水水解解形形成成高高级脂脂肪酸肪酸盐(即肥皂即肥皂)。工工艺流程：流程：2合成洗合成洗涤剂(1)表面活性表面活性剂如十二如十二烷基苯磺酸基苯磺酸钠：(2)洗洗涤剂主主要要成成分分是是表表面面活活性性剂，是是能能够发挥去去污作作用用的的主主要要物物质，还含有助含有助剂、杀菌菌剂、织物柔物柔顺剂等等辅助成分。助成分。3肥皂与合
10、成洗肥皂与合成洗涤剂的比的比较(1)肥肥皂皂不不适适合合在在硬硬水水中中使使用用，而而合合成成洗洗涤剂使使用用不不受受限限制制；(2)合合成成洗洗涤剂去去污能能力力更更强强，并并且且适适合合洗洗衣衣机机使使用用；合合成成洗洗涤剂的的原原料料便便宜宜；(3)制制造造合合成成洗洗涤剂的的主主要要原原料料是是石石油油裂裂解解产品品(烷烃、苯苯)，而而制制造造肥肥皂皂的的主主要要原原料料是是油油脂脂；(4)合合成成洗洗涤剂在在自自然然界界中中不不易易被被细菌菌分分解解，大大量量使使用用造造成成了了水水体体污染染，尤尤其其含含磷磷洗洗涤剂造成水体富造成水体富营养化。养化。4精精细化学品及其生化学品及其生
11、产特点特点(1)精精细化学品具有品种多、批量小、化学品具有品种多、批量小、产值高等特点。高等特点。(2)精精细化化工工具具有有技技术密密集集、附附加加值高高等等特特点点，主主要要体体现在在精精细化化学学品品研研发阶段段投投资高高、生生产工工艺流流程程长、原原料料多多、反反应复复杂和和条条件件要要求求严格格等等方方面面，还具具有有技技术保保密密性性强强、专利利垄断断性性强强等特点。等特点。点点考考突突 破破3三三设备：沸：沸腾炉、接触室、吸收塔炉、接触室、吸收塔4三工三工艺：(1)热交交换；(2)逆流操作；逆流操作；(3)原料的循原料的循环利用。利用。5三条件三条件(1)温温度度：400500
12、，根根据据平平衡衡移移动原原理理，应在在低低温温下下进行行，但但低低温温时催催化化剂的的活活性性不不高高，反反应速速率率低低，实际生生产中中采采用用400500 的温度。的温度。(2)常常压：根根据据平平衡衡移移动原原理理，应在在高高压下下进行行，但但增增大大压强强对SO2的的转化化率率提提高高不不大大，且且加加压会会增增大大成成本本和和能能量量消消耗耗，而而常常压下的下的转化率已很高，化率已很高，实际生生产采用常采用常压操作。操作。(3)适当适当过量的空气：目的是提高量的空气：目的是提高SO2的的转化率。化率。(2)能量的充分利用能量的充分利用硫硫酸酸生生产中中的的反反应热可可用用于于预热即
13、即将将参参加加反反应的的SO2，还可以由硫酸厂向外界可以由硫酸厂向外界输出大量能量出大量能量(供供热发电)。二、化学原理在二、化学原理在H2SO4生产中的应用生产中的应用1增大反应速率的措施增大反应速率的措施(1)升高温度；升高温度；(2)使用催化剂；使用催化剂；(3)燃燃料料在在沸沸腾腾炉炉中中燃燃烧烧时时，使使原原料料粉粉碎碎，增增大大与与空空气气的的接接触面积。触面积。2逆流原理的逆流原理的应用用沸沸腾炉炉中中原原料料从从炉炉顶落落下下，热空空气气从从炉炉底底吹吹入入，使使原原料料与与助助燃燃气气体体充充分分接接触触，反反应进行行彻底底充充分分；吸吸收收塔塔中中使使用用大大量量耐耐酸酸瓷
14、瓷环(片片)，浓硫硫酸酸从从塔塔顶喷下下，三三氧氧化化硫硫气气体体从从塔塔底底吹吹入入，提提高吸收程度。高吸收程度。例例1以黄以黄铁矿为原料，采用接触法生原料，采用接触法生产硫酸的流程可硫酸的流程可简示示如下：如下：请回答下列回答下列问题：(1)在炉气制造中，生成在炉气制造中，生成SO2的化学方程式的化学方程式为_。(2)炉炉气气精精制制的的作作用用是是将将含含SO2的的炉炉气气_、_及及干干燥燥，如如果果炉炉气气不不经过精精制制，对SO2催催化化氧氧化化的的影影响响是是_。(3)精精制制炉炉气气(含含SO2体体积分分数数为7%、O2为11%、N2为82%)中中SO2平平衡衡转化化率率与与温温
15、度度及及压强强关关系系如如下下图所所示示。在在实际生生产中中，SO2催催化化氧氧化化反反应的的条条件件选择常常压、450 左左右右(对应图中中A点点)，而而没没有有选择SO2转化化率率更更高高的的B或或C点点对应的的反反应条条件件，其其原原因因分分别是是_、_。(4)在在SO2催化氧化催化氧化设备中中设置置热交交换器的目的是器的目的是_、_，从而充分利用能源。，从而充分利用能源。解析解析(2)煅烧黄铁矿制得的炉气中含有矿尘、砷、硒等的煅烧黄铁矿制得的炉气中含有矿尘、砷、硒等的化合物，水蒸气；应对炉气进行除尘、水洗和干燥，避免催化化合物，水蒸气；应对炉气进行除尘、水洗和干燥，避免催化剂中毒。剂中
16、毒。(3)由图可知，该反应在低温下进行由图可知，该反应在低温下进行SO2转化率高，但低转化率高，但低温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用400500 的温度。在高压下进行也有利于该反应正向进行，但增大的温度。在高压下进行也有利于该反应正向进行，但增大压强对压强对SO2的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产采用常压操作。而常压下的转化率已很高，实际生产采用常压操作。(4)SO2和和O2反应为放热反应，而经净化后的炉气需要加热，故可通过热交反应为放热反应
17、，而经净化后的炉气需要加热，故可通过热交换器，对冷的换器，对冷的SO2、O2加热，达到充分利用能源的作用。加热，达到充分利用能源的作用。(2)除除尘水水洗洗矿尘、砷砷、硒硒等等的的化化合合物物使使催催化化剂中中毒毒，水蒸气水蒸气对设备和生和生产有不良影响有不良影响(3)不不选B点点，因因为压强强越越大大对设备的的投投资大大，消消耗耗的的动能能大大；SO2原原料料的的转化化率率在在1个个大大气气压下下的的转化化率率已已是是97%左左右右，再再提提高高压强强，SO2的的转化化率率提提高高的的余余地地很很小小，所所以以采采用用1个个大大气气压不不选C点点，因因为温温度度越越低低，SO2转化化率率虽然
18、然更更高高，但但催催化化剂的催化作用受影响，的催化作用受影响，450 时，催化，催化剂的催化效率最高的催化效率最高(4)利利用用反反应放放出出的的热量量预热原原料料气气体体上上层反反应气气经热交交换器温度降到器温度降到400500 进入下入下层使反使反应更加完全更加完全特别提醒特别提醒工工业业上上用用98%的的H2SO4溶溶液液吸吸收收SO3，是是因因为为用用水水吸吸收收会会产生酸雾，腐蚀设备。产生酸雾，腐蚀设备。煅煅烧烧黄黄铁铁矿矿制制得得的的炉炉气气中中含含有有三三种种有有害害杂杂质质：矿矿尘尘，砷砷、硒硒等等化化合合物物，水水蒸蒸气气；对对应应三三个个净净化化过过程程：除除尘尘、水水洗洗
19、和和干干燥燥，避免催化剂中毒。避免催化剂中毒。(3)催化催化剂使使用用催催化化剂可可加加快快化化学学反反应速速率率，但但不不影影响响化化学学平平衡衡采采用以用以铁为主的催化主的催化剂。(4)循循环操作操作合合成成氨氨转化化率率较低低，要要采采用用循循环操操作作，混混合合气气体体通通过冷冷凝凝器器，使使氨氨液液化化，将将氨氨分分离离出出来来，并并将将没没有有反反应的的N2和和H2经过循循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。机，再送入合成塔，使其被充分利用。2“三三废”处理理(1)废渣渣：主主要要是是煤煤渣渣和和炭炭黑黑，可可用用作作制制造造肥肥料料的的原原料料和和建建筑材料。筑材料。(2)废
20、气气：主主要要是是H2S、SO2和和CO2等等有有害害气气体体，可可用用直直接接氧氧化化法法、循循环法法等等回回收收技技术处理理，CO2可可作作为生生成成尿尿素素和和碳碳酸酸铵的的原料。原料。(3)废液：主要是含液：主要是含氰化物和氨的化物和氨的污水。水。处理理氰化化物物主主要要有有生生化化、化化学学沉沉淀淀、反反吹吹回回炉炉等等方方法法，处理含氨的理含氨的废水可用蒸水可用蒸馏回收和离子交回收和离子交换等方法。等方法。例例2利用天然气合成氨的工利用天然气合成氨的工艺流程示意流程示意图如下：如下：依据上述流程，完成下列填空：依据上述流程，完成下列填空：(1)天然气脱硫天然气脱硫时的化学方程式是的
21、化学方程式是_。(2)n mol CH4经一一次次转化化后后产生生CO 0.9 n mol，产生生H2_mol(用含用含n的代数式表示的代数式表示)。(3)K2CO3(aq)和和CO2反反应在在加加压下下进行行，加加压的的理理论依依据据是是_。A相似相溶原理相似相溶原理B勒夏特列原理勒夏特列原理C酸碱中和原理酸碱中和原理(4)由由KHCO3分分解解得得到到的的CO2可可以以用用于于_(写写出出CO2的的一种重要用途一种重要用途)。(5)整整个个流流程程有有三三处循循环，一一处是是Fe(OH)3的的循循环，另另一一处是是K2CO3(aq)的的循循环，请在在上上述述流流程程中中标出出第第三三处循循
22、环(循循环方方向、循向、循环物物质)。3生生产过程程第第一一步步：二二者者基基本本相相同同。将将NH3通通入入饱和和食食盐水水形形成成氨氨盐水水，再再通通入入CO2生生成成NaHCO3沉沉淀淀，经过滤、洗洗涤得得到到NaHCO3微微小小晶晶体体，再再煅煅烧制制得得纯碱碱产品品，其其滤液液是是含含有有NH4Cl和和NaCl的溶液。的溶液。第二步：第二步： (2)联合制碱法：在低温条件下，向合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入液中加入细粉状的粉状的氯化化钠，并通入氨气，可以使，并通入氨气，可以使氯化化铵单独独结晶沉淀析出，晶沉淀析出，经过滤、洗洗涤和干燥即得和干燥即得氯化化铵产品。此品。此时滤出出
23、氯化化铵沉淀后所得的溶沉淀后所得的溶液，已基本上是液，已基本上是氯化化钠的的饱和溶液，可循和溶液，可循环使用。使用。4综合合评价价(1)氨氨碱碱法法：原原料料(食食盐和和石石灰灰石石)便便宜宜；产品品纯碱碱的的纯度度高高；副副产品品氨氨和和二二氧氧化化碳碳都都可可以以回回收收循循环使使用用；制制造造步步骤简单，适适合合于于大大规模模生生产，但但原原料料食食盐的的利利用用率率低低，过程程中中产生生了了没没多多大用途且大用途且难以以处理的理的CaCl2。(2)联合合制制碱碱法法：食食盐的的利利用用率率较高高，综合合利利用用了了合合成成氨氨厂厂的的二二氧氧化化碳碳和和碱碱厂厂的的氯离离子子，同同时生
24、生产出出两两种种重重要要的的产品品纯碱碱和和氯化化铵；过程程中中不不生生成成CaCl2，减减少少了了对环境境的的污染染，并并且且大大大大降降低低了了纯碱碱和和氮氮肥肥的的成成本本，充充分分体体现了了大大规模模联合合生生产的的优越性。越性。例例3侯氏制碱法的步侯氏制碱法的步骤如下：如下：试回答下列回答下列问题：(1)若若上上述述悬浊液液中中含含NaHCO3和和NH4Cl，则和和两两步步反反应的的总反反应方程式方程式为_。(2)由由 上上 面面 的的 反反 应 原原 理理 可可 知知 NaCl比比 NaHCO3的的 溶溶 解解 度度_。(3)操作操作、不能不能颠倒的原因是倒的原因是_。(4)的操作
25、叫的操作叫_，的操作叫的操作叫_。堂堂课课反反 馈馈1在在硫硫酸酸工工业生生产中中，SO3的的吸吸收收过程程是是在在吸吸收收塔塔(如如图)中中进行行的的，吸吸收收塔塔里里还装装入入大大量量瓷瓷环。下下列列有有关关SO3说法法中中，错误的是的是()A从从处通入通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式，整个吸收操作采取逆流的形式B从从处喷下下浓硫酸，瓷硫酸，瓷环的作用是增大接触面的作用是增大接触面积C从从处导出的气体只含有少量出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气，可直接排入大气D从从处流出的是可用水或稀硫酸稀流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸的硫酸答案答案C解析解析选项选项C，SO2是一种大气污染
26、物，需回收利用。是一种大气污染物，需回收利用。2下列有关肥皂的叙述中下列有关肥皂的叙述中错误的是的是()A肥皂与肥皂与纯碱的去碱的去污原理相同原理相同B肥皂可以加速油肥皂可以加速油污在水中的分散在水中的分散C肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的D肥皂主要成分的分子中含有肥皂主要成分的分子中含有亲油基油基团和和亲水基水基团答案答案A解解析析A中中纯纯碱碱的的去去污污原原理理是是碱碱性性条条件件使使油油污污水水解解，去去污污原原理与肥皂不同；其他均为正确的叙述。理与肥皂不同；其他均为正确的叙述。3海洋中有丰富的食品、海洋中有丰富的食品、矿产、能源和水、能源和水产资源等源
27、等(如下如下图所示所示)，答案答案B解解析析氯氯碱碱工工业业是是指指在在工工业业上上电电解解饱饱和和氯氯化化钠钠溶溶液液制制备备氢氢氧氧化化钠钠与与氯氯气气、氢氢气气，再再进进一一步步生生产产一一系系列列化化工工产产品品，A项项错错误误；反反应应为为：Br2SO22H2O=H2SO42HBr，溴溴元元素素被被还还原原，C选选项项错错误误；粗粗盐盐提提纯纯的的顺顺序序中中要要特特别别注注意意Na2CO3溶溶液液在在BaCl2溶液后面加入，溶液后面加入，D选项错误。选项错误。4工工业制硫酸生制硫酸生产流程如下流程如下图：(1)在在催催化化反反应室室，下下列列措措施施中中有有利利于于提提高高SO2平
28、平衡衡转化化率率的有的有_。A升高温度升高温度B减小减小压强强C不断不断补充空气充空气 D及及时分离出分离出SO3(2)在生在生产中，中，为提高催化提高催化剂效率采取了哪些措施？效率采取了哪些措施？_。A净化气体化气体B控制温度在控制温度在400 500 C增大催化增大催化剂与反与反应气体的接触面气体的接触面积D不断不断补充空气充空气(5)生生产硫硫酸酸过程程中中的的尾尾气气通通常常用用氨氨水水吸吸收收，请写写出出该反反应的化学反的化学反应方程式方程式_。答案答案(1)C、D(2)A、B、C(3)在在1 atm和和298 K条条件件下下，2 mol SO2和和1 mol O2完完全全反反应生生
29、成成2 mol SO3，放放出出196.6 kJ热量量，该反反应为可可逆逆反反应，不不可能可能进行完全，所以放出的行完全，所以放出的热量小于量小于196.6 kJ(4)93.4%(5)2NH3H2OSO2=(NH4)2SO3H2O5我国化学家侯德榜，改革国外的我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生碱生产工工艺，生，生产流流程可程可简要表示如下：要表示如下：(1)上述生上述生产纯碱的方法称碱的方法称_，副，副产品的一种用途品的一种用途为_。(2)沉淀池中沉淀池中发生的化学反生的化学反应方程式是方程式是_。(3)写出上述流程中写出上述流程中X物物质的化学式的化学式_。(4)使使原原料料氯化化钠的的利利用用率率从从70%提提高高到到90%以以上上，主主要要是是设计了了_(填填上上述述流流程程中中的的编号号)，从从沉沉淀淀池池中中取取出出沉沉淀淀的的操作是操作是_。(5)为检验产品品碳碳酸酸钠中中是是否否含含有有氯化化钠，可可取取少少量量试样溶溶于水后，再滴加于水后，再滴加_。
