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【金版新学案】2015届高考化学总复习讲义 第二单元 化学与工农业生产 苏教版选修2VIP免费

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2015《金版新学案》高中化学总复习讲义:选修2第二单元化学与工农业生产考点一工业合成氨1.反应原理:N2+3H22NH3(放热反应)2.基本生产过程(1)造气①N2②H2主要来源于H2O和碳氢化合物,相关化学反应如下:C+H2O(g)=====CO+H2CO+H2O=====CO2+H2CH4+H2O=====CO+3H2CH4+2H2O=====CO2+4H2(2)净化①原料气中的主要杂质:H2S、CO、CO2、O2等。②主要危害:某些杂质会导致催化剂中毒。③净化方法a.用氨水吸收H2S:NH3·H2O+H2S===NH4HS+H2Ob.CO转化为CO2:CO+H2O=====CO2+H2c.用K2CO3溶液吸收CO2:K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3d.用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。(3)合成合成氨工业1.如下图所示是工业生产硝酸的流程图(空气中O2的体积分数为20%),下列说法或推断不合理的是()A.反应A、B、C都是氧化还原反应B.吸收塔中通入的空气不必过量C.假设标准状况下进入吸收塔的NO和空气为4480L,则最多可得HNO3约为2653.56gD.工业上还可以联合生产硝酸铵解析:选项A,反应A为N2、H2合成NH3,反应B为NH3的催化氧化生成NO,反应C为NO、O2和H2O反应生成HNO3,三个反应都是氧化还原反应;选项B,工业上常通过通入过量空气的方法使NO被充分氧化而生成更多HNO3;选项C,由反应知恰好反应生成HNO31时,NO与O2的体积比为4∶3,设标准状况下4480L中,含有4amolNO,则含有15amol空气,则有:4a+15a=200,则a≈10.53,故最多可得HNO3的质量为4×10.53mol×63g·mol-1=2653.56g;选项D,合成的NH3与HNO3反应可生成NH4NO3。答案:B2.工业合成氨是在一定条件下进行的,下列可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。其部分工艺流程如下:请回答下列问题:(1)第②步除需要催化剂这个条件外,还需要的条件是__________________________。(2)第①步操作中的原料气体的“净化”目的是____________________,第③步操作的目的是______________________________________________________________。(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法?________(填编号)。a.过滤b.蒸馏c.分液d.萃取你做出这个判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案:(1)高温、高压(2)防止催化剂中毒,失去活性,提高原料的利用率使N2、H2循环利用,提高原料利用率(3)b通过温度的改变而改变物质的状态,达到使物质分离的目的,是蒸馏的原理工业合成氨反应条件的选择在合成氨的工业生产中,要综合考虑原料来源、动力、设备等因素,控制适宜的反应条件,以取得最佳经济效益。1.温度升高温度—⇒⇒400~500℃。2.压强增大压强—⇒⇒10~30MPa。3.催化剂加快反应速率但不影响平衡,提高单位时间氨的产量,目前工业上以铁触媒为催化剂。4.循环操作合成氨转化率较低,要采用循环操作。混合气体通过冷凝器,使氨液化,将氨分离出来,并将没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机,再送入合成塔,使其被充分利用。(1)使用催化剂不影响氨的产率,但能提高单位时间内氨的产量。催化剂对反应有选择性,容易误认为一定的催化剂对所有反应都有催化作用。(2)温度的选择,兼顾三个方面:反应速率、氨的产率、催化剂活性。容易漏答。(3)易误认为压强不能过大的原因是考虑反应速率或氨的产率,实际上是从生产成本上考虑的。考点二工业生产硫酸1.三原料:硫黄(或黄铁矿)、空气、水2.三阶段和三反应(1)造气:S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-297kJ/mol4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO2(g)ΔH=-3412kJ/mol(2)接触氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ/mol(3)三氧化硫的吸收:SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l)ΔH=-130.3kJ/mol3.三设备:沸腾炉、接触室、吸收塔24.三工艺:(1)热交换;(2)逆流操作;(3)原料的循环利用。5.“三废”处理和能量综合利用(1)“三废”处理方法①尾气吸收:SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4===CaSO4+SO2↑+H2O②废水处理:根据杂质性质的不同,采用不同的化学方法,如酸碱中和法...

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