化学工业相关知识梳理19页.docx

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化学工业相关知识梳理19页

2019《化学工业相关知识》总复习

课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。

为什么?

还是没有彻底“记死”的缘故。

要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。

可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。

这样,一年就可记300多条成语、300多则名言警句,日积月累,终究会成为一笔不小的财富。

这些成语典故“贮藏”在学生脑中,自然会出口成章,写作时便会随心所欲地“提取”出来,使文章增色添辉。

【复习指导】

观察内容的选择，我本着先静后动，由近及远的原则，有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的，能理解的观察内容。

随机观察也是不可少的，是相当有趣的，如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等，孩子一边观察，一边提问，兴趣很浓。

我提供的观察对象，注意形象逼真，色彩鲜明，大小适中，引导幼儿多角度多层面地进行观察，保证每个幼儿看得到，看得清。

看得清才能说得正确。

在观察过程中指导。

我注意帮助幼儿学习正确的观察方法，即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察，观察与说话相结合，在观察中积累词汇，理解词汇，如一次我抓住时机，引导幼儿观察雷雨，雷雨前天空急剧变化，乌云密布，我问幼儿乌云是什么样子的，有的孩子说：

乌云像大海的波浪。

有的孩子说“乌云跑得飞快。

”我加以肯定说“这是乌云滚滚。

”当幼儿看到闪电时，我告诉他“这叫电光闪闪。

”接着幼儿听到雷声惊叫起来，我抓住时机说：

“这就是雷声隆隆。

”一会儿下起了大雨，我问：

“雨下得怎样?

”幼儿说大极了，我就舀一盆水往下一倒，作比较观察，让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。

雨后，我又带幼儿观察晴朗的天空，朗诵自编的一首儿歌：

“蓝天高，白云飘，鸟儿飞，树儿摇，太阳公公咪咪笑。

”这样抓住特征见景生情，幼儿不仅印象深刻，对雷雨前后气象变化的词语学得快，记得牢，而且会应用。

我还在观察的基础上，引导幼儿联想，让他们与以往学的词语、生活经验联系起来，在发展想象力中发展语言。

如啄木鸟的嘴是长长的，尖尖的，硬硬的，像医生用的手术刀―样，给大树开刀治病。

通过联想，幼儿能够生动形象地描述观察对象。

新教材加大了化工生产内容的比重。

旨在引导学生关心社会、关心生活、理论联系实际，在传授化工知识的同时，渗透了绿色化学的观点，环保意识、化工生产的基本观点。

主要考点：

合成氨、三酸二碱和炼钢炼铁所用的原料、化学反应、适宜条件、生产流程、主要设备、尾气的吸收与处理，综合经济效益评价等。

“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。

只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。

《孟子》中的“先生何为出此言也？

”；《论语》中的“有酒食，先生馔”；《国策》中的“先生坐，何至于此？

”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。

其实《国策》中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。

可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。

看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。

称“老师”为“先生”的记载，首见于《礼记?

曲礼》，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。

复习思路整理：

化工生产=化学反应原理+化学实验+化工技术

1．系统掌握典型物质的工业制法，举一反三，并能够从多角度分析讨论化工生产的综合经济效益，将理论知识转化为实际应用。

2．根据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律，综合考虑化工生产的适宜条件的选择。

既要注意外界条件对二者影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性；既要注意温度、催化剂对化学反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制；既要注意理论生产，又要注意实际可能性。

（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，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。

根据以上原则，结合合成氨反应的特点即正反应是体积缩小的放热反应分析可知，合成氨的适宜条件是：

500℃、铁触媒、2×107～5×107Pa（20～50MPa），循环操作等。

工业上将二氧化硫氧化成三氧化硫的适宜条件是400℃～500℃、催化剂（V2O5），使用过量的空气等。

乙醇和乙酸发生酯化反应时，酯化极限为2/3，而常温下达到这个极限（即达到平衡）需要16年，如果温度升到150℃，缩短到只要几天就达到平衡。

如果加入适量浓硫酸作催化剂，1～2小时即可达到平衡，但反应进行的程度仍为2/3。

实际生产中，可采取两种措施提高这个极限，第一是适当加大廉价原料乙醇的用量，第二是生产过程中利用乙酸乙酯的易挥发性，不断地把生成的乙酸乙酯从反应混合物中分离出去。

同时采取这两种措施能又快又多地生产出乙酸乙酯。

【知识框架】

【学案一】《三酸二碱工业生产》

　　1、硫酸工业制法（接触法制硫酸）：

燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫，再使三氧化硫跟水化合生成硫酸。

由于二氧化硫跟氧气是在催化剂的表面接触时才起反应的，所以称为接触法制硫酸。

反应原理用_________________、________________________、____________________.

　关于硫酸工业综合经济效益的讨论

（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：

①尾气吸收（氨吸收法）

SO2+2NH3+H2O→（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+H2SO4→（NH4）2SO4+SO2+H2O

②废水处理（石灰乳中和法）

Ca（OH）2+H2SO4→CaSO4+2H2O

③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量（供热发电）。

（3）厂址选择和生产规模。

化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素综合考虑，作出合理的抉择。

由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。

工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决定。

2、盐酸工业制法的反应原理：

氢气在氯气中燃烧可以生成氯化氢，氯化氢被水吸收即成盐酸。

用化学方程式表示_________________________。

3、硝酸的工业制法的反应原理

　　工业上用氨接触氧化法制硝酸。

将氨净化后，与空气以一定比例混合，用铂、铑合金作催化剂，在800℃高温下，氨跟氧气反应生成一氧化氮和水蒸气，一氧化氮经过冷却，再被空气中的氧气氧化成二氧化氮，二氧化氮再被水吸收，得到硝酸。

反应原理用化学方程式表示如下：

2NO+O2→2NO2

3NO2+H2O→2HNO3+NO↑

　　工业上用氨氧化法制硝酸（NH3→NO→NO2→HNO3），硝酸吸收氨气得硝酸铵，则在理论上两者消耗氨气的最佳比例是____________________________。

【答案】1∶1

4、氯碱工业制法：

电解饱和食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气，电解过程中，阳极产生氯气，阴极有氢气放出，在阴极附近形成了氢氧化钠溶液。

电解饱和食盐水的总的化学方程式表示如下：

________________________________。

（1）观察电解饱和食盐水的实验现象，解释产生这些现象的原理？

（2）离子交换膜法制烧碱:

此法中，原料的精制大致流程为：

_____________________________________________，相应的化学方程式分别为：

_________________________________________________________。

5、纯碱工业制法：

氨碱法（索尔维法）和联合制碱法（侯德榜制碱法）。

纯碱是一种基本化工原料，用于玻璃、搪瓷、炼钢、炼铝及其他有色金属的冶炼，也用于制皂、造纸、纺织和漂染工业。

共同点：

1）反应原理有哪些？

将饱和的食盐溶液在冷却后通入足量的氨，然后在加压条件下通入二氧化碳，即有下列反应发生：

NH3+CO2+H2O→NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl

　　将析出的碳酸氢钠晶体锻烧，分解得到碳酸钠。

2）用什么方法来制取碳酸氢钠呢？

碳酸氢钠的溶解度较小，当溶液中含有较大浓度的Na+和HCO3-的时候，就会有碳酸氢钠的晶体析出。

（注：

20℃时，下列物质的溶解度S/（g/100g水））NaCl　　35.9　　Na2CO3　21.5　　NaHCO3　9.6　　NH4HCO3　21.7

不同点

1）氨碱法原料：

食盐和石灰石。

2）反应产物的综合处理：

氯化铵溶液加消石灰可回收氨，以便循环使用。

2NH4Cl+Ca（OH）2→2NH3↑+CaCl2+2H2O

　　上述反应中所用的消石灰和二氧化碳可用煅烧石灰石制取。

CaO+H2O→Ca（OH）2

　总结：

氨碱法的优点是：

原料（食盐和石灰石）便宜，成品的纯度高，副产品氨和部分二氧化碳都可以循环使用，制造步骤简单，适合大规模生产。

氨碱法也有缺点：

生成了目前还没有多大用途的氯化钙（CaCl2）。

其次，氨碱法中的另一缺点是食盐的利用率低，只有70％，其余30％都随着氯化钙溶液被抛弃了，这是一个很大的损失。

　　【思考】如图所示，如何从含有氯化铵和氯化钠的母液中提取氯化铵？

3）侯德榜制碱法：

氨、二氧化碳都直接由合成氨厂供应的。

合成氨所需要的原料氢气可以从水煤气制取。

总结：

侯德榜制碱法的优点：

母液里存在氯化铵，冷却结晶出来，制成氮肥。

由于母液的循环使用，大大地提高了食盐的利用率，应用同量的食盐，能比氨碱法生产出更多量的纯碱。

此外，在操作上，在工厂设备上，也都比氨碱法简单。

大规模联合生产的优越性，不仅在生产上便于管理，而且降低了产品——纯碱和氮肥的成本。

7.合成氨工业：

氨气与氢气在铁触媒作催化剂作用化合生成氨。

根据合成氨反应的特点，结合化学反应速率和化学平衡的原理填写下列表格．并选择工业合成氨的适宜的条件。

6.炼铁和炼钢：

炉渣、尾气的回收处理：

炉渣：

制水泥、渣砖等的原料；含磷较多的炼钢炉渣加工成磷肥

尾气：

Fe2O3尘粒回收炼钢；CO作气体燃料

7、石油分馏：

【基础训练】

1．有关合成氨工业说法中正确的是

A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3%只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低

B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用的，总体来说氨的产率很高

C．合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

D．合成氨采用的压强是2×107Pa～5×107Pa，因为该压强下铁触媒的活性最大

【答案】B

2．（2019年上海，15）在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是

A．使用吸收塔设备

B．使用尾气吸收装置

C．使用H2作原料

D．使用催化剂

【解析】N2+3H2

2NH34NH3+5O2

4NO+6H2O

2SO2+O2

2SO3

故D正确。

A：

NH3生产中不使用吸收塔。

B：

NH3生产不用尾气吸收装置。

C：

H2SO4的工业生产中不使用H2作原料。

【答案】D

3．工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉中导出的炉气，要经过净化的理由是

A．为了减少对大气的污染

B．防止催化剂中毒

C．炉气中含有一些其他有用成分，以便综合利用

D．为了制得更纯的硫酸

【答案】B

4．在硫酸工业生产过程中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室，按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体主要为

A．SO2B．SO3、O2

C．SO2、O2D．SO2、SO3

【解析】此题考查了工业生产H2SO4的重要设备之一——接触室中气体的流向。

SO2、O2进入热交换器的管外时，虽具备合成温度，但无V2O5催化，不会生成SO3，只有SO2、O2。

【答案】C

5．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。

原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。

在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是

【解析】上述四项，只有C项反应物中的所有原子全部转变成了目标产物，原子的利用率达到了100%，故C项符合题意。

【答案】C

6．已知反应：

FeS2（s）+

O2（g）

Fe2O3（s）+2SO2（g）；ΔH＝－853kJ/mol

请回答下列问题：

（1）接触法制硫酸时，实现上述反应的典型设备的名称叫做______________________。

（2）该设备有①矿渣出口、②空气进口、③黄铁矿入口、④炉气出口，按从下至上的顺序回答各进口和出口的位置__________________________。

（用代码填空）

（3）该设备在生产中应用了__________________________________原理，其目的是_______________________________。

【答案】

（1）沸腾炉

（2）②①③④

（3）逆流操作提高换热效果

7．下列每一方框中的字母代表一种反应物或生成物：

CDI

起始组成/mol

640

某时刻组成/mol

332

物质A跟B反应生成物质E、F和G；物质C跟D反应生成物质I，某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上表格所示。

请填写下列空白：

（1）物质H的分子式是_________________________。

（2）反应①的化学方程式是__________________________________。

（3）反应②的化学方程式（须注明反应条件）是______________________________。

【解析】本题综合考查了Cl2的性质、电解饱和食盐水、氨气的合成等三个方面的内容。

解题的突破口是知道电解饱和食盐水生成三种产物，氯气与NaOH反应有三种产物，解此题的另一关键点是题目所给的一组数据，由此推出C、D、I的化学计量数之比，从而推出该反应为合成氨反应。

【答案】

（1）HCl

（2）Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O

（3）N2+3H2

2NH3

8．某化工厂按如下步骤进行生产：

①以煤为燃料煅烧石灰石；②用饱和碳酸钠溶液充分吸收步骤①中产生的二氧化碳；③使步骤①中产生的氧化钙跟水反应；④消石灰跟碳酸钠反应。

（1）该厂生产过程中涉及的物质有：

①石灰石，②纯碱，③小苏打，④烧碱，⑤二氧化碳，⑥硝石灰。

下列叙述正确的是

A．起始原料是①②

B．起始原料是②⑤

C．最终产品是④⑤

D．最终产品是③④

（2）该厂生产过程的优点可能有：

①排放的气体对大气无污染；②生产过程中的部分产品可作为起始原料使用，③无高温作业。

其中正确的是

A．只有①B．只有②

C．①和③D．②和③

（3）生产过程中没有涉及的化学反应类型是

A．分解反应B．化合反应

C．置换反应D．复分解反应

【解析】生产流程为：

根据上述分析，我们不难回答问题

（1）的答案为A和D。

其中，在这流程中就体现了绿色化学的观点，在绿色化学中非常强调重复使用和回收利用，其中重复使用是降低成本和减少污染的需要。

问题

（2）的答案为B。

我们只要能对上述流程中所涉及的反应有清晰的认识，问题（3）也就不成为问题了，答案为C。

【答案】

（1）AD

（2）B（3）C

9．硫酸是许多化学工业的原料，其消费量可作为一个国家工业发展水平的一种标志。

硫酸工厂厂址的选择是一个复杂的问题，下图是影响化工厂选址的部分因素。

又已知硫酸是一种腐蚀性液体，不便较多贮存，需随产随销。

另外，硫酸的运输价格也比较贵，据估算1tH2SO4的运价约为同质量黄铁矿石的三倍。

据以上信息，分析下列条件：

条件（Ⅰ）

①A城市郊区有丰富的黄铁矿资源，水源、能源充足，交通方便。

②A城市需使用硫酸的工业不多，而离它远的B城市却是一个消耗硫酸甚多的工业城市。

③A城市是一个风光秀丽的旅游城市，对环境保护的要求甚高，而且土地价格较贵，土地供应紧张。

条件（Ⅱ）

①C地是重要的农业区，需消耗大量的肥料。

②C地有丰富的磷灰石矿藏，水源、能源充足，土地价格较低，土地供应充足，交通方便。

③磷肥是由磷灰石［有效成分是Ca3（ＰO4）2］与H2SO4作用制得的，制造磷肥需消耗大量的硫酸。

④C地无磷肥厂和硫酸厂，在相邻的D地有丰富的黄铁矿资源。

在A、B、C、D四城市中，你认为应该建设硫酸工厂的城市是____________________，应该建造磷肥厂的城市是_____________________。

【解析】该题文字较长，阅读量大，要抓住关键词语，如硫酸需随产随销。

另外运输方面尽量运矿石而不运输硫酸，这是选择建设硫酸工厂的关键。

综合分析得出建设硫酸工厂的城市应为B和C，建造磷肥厂的城市是C。

【答案】BCC

10．我国东部季风区某新建城市分布图如图所示，城市的四周都有广阔地带。

现要在城市附近建一座比较大型的火力发电厂。

（1）请在图中A、B、C、D、E、F处选一最佳建厂处，说明理由？

（2）请你预测此工厂将在哪些方面对环境造成污染？

（3）请你用物理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案。

【答案】

（1）应选在D处建厂。

原因：

①在季风区，工厂应建在位于垂直盛行风向的郊外，可尽量减少粉尘、有毒气体对居民区的污染。

②在河的下游，水源充足。

③紧靠铁路和公路，交通便利。

（2）有废气、废渣和废水。

（3）①利用该厂的废渣可在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂，变废为宝；②根据产生废水的情况，在建厂的同时，建一个利用化学分解和生物降解的废水处理设备；③根据该厂将产生粉尘和有毒气体较严重的情况，在厂区里多栽一些如美人焦、月季、丁香、菊花等能吸收有毒气体的植物，搞好厂区绿化保护。

11．氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。

工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。

（1）离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极，其原因是_____________________。

阴极一般用碳钢网制成。

阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是_____________________________。

（2）为使电解氯化钠的速度加快，下列措施中，可行的是__________。

A．增大阴极碳钢网面积B．提高饱和氯化钠溶液的温度

C．加大阴极和阳极间的距离D．提高电解时的电源电压

（3）如果将某离子交换膜电解槽有关条件进行如下改变，则能使电解速率一定会达到原来的2倍的是______________。

①电解时的电压增大到原来的2倍

②电解时的电流增大到原来的2倍

③电解时的温度从30℃提高到60℃

答案：

（1）阳极产生的Cl2不易腐蚀金属钛既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

（2）ABD

（3）②

（1）②

12.工业上地海水资源合开发利用的部分工艺流程如下图所示。

（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是____________。

电解槽中的阳极材料为____________________。

（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4顺序制备？

原因是__________________________。

（3）溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，固可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氧化碳，原因是__________________________

答案：

（1）阳离子（或Na＋）钛（或石墨）

（2）否。

如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。

（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。

【综合练习1】（05上海26）我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。

（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是。

（3）写出上述流程中X物质的分子式。

（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。

从沉淀池中取出沉淀的操作是。

（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加。

（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。

（a）增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出（b）使NaHCO3更多地析出

（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度

2、根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：

将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30℃～35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。

用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表

0℃

10℃

20℃

30℃

40℃

50℃

60℃

100℃

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

－①

－

－

－

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

－

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①＞35℃NH4HCO3会有分解

请回答：

（1）反应温度控制在30℃～35℃，是因为若高于35℃，则，若低于30℃，则；为控制此温度范围，采取的加热方法为。

（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是。

静置后只析出NaHCO3晶体的原因是。

用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质（以化学式表示）。

（3）过滤所得的母液中含有（以