高考化学一轮总复习-14-第3讲-化学与工农业生产课件-新课标.ppt
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- 高考 化学 一轮 复习 14 工农业生产 课件 新课
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1、 课课 堂堂 反反 馈馈课课 堂堂 探探 究究考考 点点 突突 破破 课课 时时 作作 业业 单元综合测试单元综合测试堂堂课课探探 究究解读考纲考点考纲解读化学与工农业生产的联系1.了解化学在水处理中的应用。2了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。3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。4了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。基础回扣 一、化工生产过程中的基本问题1依据化学反应原理确定生产过程(1)关于工业制硫酸的反应原理及过程,可从以下几方面考虑:原料应该是自然界存在的含硫的物质,如硫黄、黄铁矿等;生产H2SO4的
2、主要化学过程可以分成SO2的生成和SO2转化为SO3两个阶段。(2)工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段。2生产中原料的选择工业生产某种化工产品,选择原料时要从多方面去考虑,如化学反应原理、厂址选择、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、预处理成本及环境保护等。3生产中反应条件的控制对二氧化硫的催化氧化:(1)温度条件。(2)压强条件。(3)催化剂。4生产中的三废处理(以硫酸生产为例)(1)尾气吸收硫酸生产尾气成分:SO2;处理试剂:石灰水、硫酸。(2)污水处理。(3)废渣的利用。5能量的充分利用2合成氨的基本生产过程三个步骤:造气、净化、合成。(1)制备合成氨的原料气;(2)
3、原料气的净化;(3)氨的合成与分离。3合成氨工业的发展(1)原料及原料气的净化;(2)催化剂的改进;(3)环境保护。废渣:用作建材和肥料的原料。废气:主要是H2S和CO2等有害气体。废液:主要是含氰化物和含氨的污水。三、纯碱的生产1氨碱法生产纯碱氨碱法也称索尔维制碱法,其原料是:食盐、氨和二氧化碳。(1)制取碳酸氢钠和氯化铵(2)制取碳酸钠(3)氨碱法生产纯碱的优缺点氨碱法的优点:原料便宜易得,产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用、制造步骤简单。氨碱法的缺点:食盐的利用率低(约70%),约有30%的NaCl留在母液中;产生了当时认为无用的氯化钙。2联合制碱法(又称侯氏制碱法)(1)将制碱中
4、含氯的废液与合成氨过程中的二氧化碳废气加以回收、利用,制成纯碱和氯化铵化肥,使氨碱法与合成氨两大工业联合起来。(2)原料是食盐、氨和二氧化碳。(3)联合制碱法的优点:氯化钠的利用率达96%以上;综合利用了合成氨厂的二氧化碳;节省了设备;没有难以处理的氯化钙废料。四、化肥和农药1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。2常见杀菌剂和消毒剂(1)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。(3)含氯化合物666(六氯化苯)和DDT(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。(5)常用消毒剂:酒精溶液、碘酒、双氧水、高
5、锰酸钾溶液、氯系消毒剂(氯气、漂白粉、二氧化氯)、过氧乙酸溶液等。3化肥、农药的合理使用与环境保护(1)农药主要用于对有害生物的防治,但它们对周围生物群落的影响是广泛而复杂的,如能毒害水生生物和污染水源等;(2)不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构;过量的化肥会随着雨水流入河流和湖泊,造成水体富营养化,产生水华等污染现象。五、表面活性剂与精细化学品1肥皂可以用来去油污(1)肥皂的去污原理肥皂的成分:肥皂的化学成分为高级脂肪酸的钠盐或钾盐。去污原理:在洗涤衣物时,肥皂、油污与水之间发生润湿、乳化和起泡三种主要作用而达到去污的目的。(2)肥皂的生产原理:高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下水解形成高
6、级脂肪酸盐(即肥皂)。工艺流程:2合成洗涤剂(1)表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠:(2)洗涤剂主要成分是表面活性剂,是能够发挥去污作用的主要物质,还含有助剂、杀菌剂、织物柔顺剂等辅助成分。3肥皂与合成洗涤剂的比较(1)肥皂不适合在硬水中使用,而合成洗涤剂使用不受限制;(2)合成洗涤剂去污能力更强,并且适合洗衣机使用;合成洗涤剂的原料便宜;(3)制造合成洗涤剂的主要原料是石油裂解产品(烷烃、苯),而制造肥皂的主要原料是油脂;(4)合成洗涤剂在自然界中不易被细菌分解,大量使用造成了水体污染,尤其含磷洗涤剂造成水体富营养化。4精细化学品及其生产特点(1)精细化学品具有品种多、批量小、产值高等特点。(2
7、)精细化工具有技术密集、附加值高等特点,主要体现在精细化学品研发阶段投资高、生产工艺流程长、原料多、反应复杂和条件要求严格等方面,还具有技术保密性强、专利垄断性强等特点。点点考考突突 破破3三设备:沸腾炉、接触室、吸收塔4三工艺:(1)热交换;(2)逆流操作;(3)原料的循环利用。5三条件(1)温度:400500,根据平衡移动原理,应在低温下进行,但低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。(2)常压:根据平衡移动原理,应在高压下进行,但增大压强对SO2的转化率提高不大,且加压会增大成本和能量消耗,而常压下的转化率已很高,实际生产采用常压操作。(3)适当过量的空气
8、:目的是提高SO2的转化率。(2)能量的充分利用硫酸生产中的反应热可用于预热即将参加反应的SO2,还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。二、化学原理在H2SO4生产中的应用1增大反应速率的措施(1)升高温度;(2)使用催化剂;(3)燃料在沸腾炉中燃烧时,使原料粉碎,增大与空气的接触面积。2逆流原理的应用沸腾炉中原料从炉顶落下,热空气从炉底吹入,使原料与助燃气体充分接触,反应进行彻底充分;吸收塔中使用大量耐酸瓷环(片),浓硫酸从塔顶喷下,三氧化硫气体从塔底吹入,提高吸收程度。例1以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如下:请回答下列问题:(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式
9、为_。(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气_、_及干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是_。(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如下图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是_、_。(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是_、_,从而充分利用能源。解析(2)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,避免催化剂中毒。(3)由图可知,该反应在低温下进行SO2转
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