【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专享VIP免费

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...