新课标化学高三一轮总复习讲与练14-第3讲-化学与工农业生产省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

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业,单元综合测试,第2页,堂,课,探,究,第3页,解读考纲,考点,考纲解读,化学与工农业,生产联络,1.了解化学在水处理中应用。,2了解合成氨主要原理、原料、主要设备、流程和意义，认识催化剂研制对促进化学工业发展重大意义。,3了解精细化工产品生产特点、精细化工在社会发展中作用。,4了解化学肥料、农药等在农业生产中作用。,第4页,基础回扣,一、化工生产过程中基本问题,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含硫物质，如硫黄、黄铁矿等；,生产H,2,SO,4,主要化学过程能够分成SO,2,生成和SO,2,转化为SO,3,两个阶段。,(2)工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段。,第5页,2生产中原料选择,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、工业用水供给能力、贮存、运输、预处理成本及环境保护等。,3生产中反应条件控制,对二氧化硫催化氧化：,(1)温度条件。,(2)压强条件。,(3)催化剂。,第6页,4生产中三废处理(以硫酸生产为例),(1)尾气吸收,硫酸生产尾气成份：SO,2,；处理试剂：石灰水、硫酸。,(2)污水处理。,(3)废渣利用。,5能量充分利用,第7页,第8页,2合成氨基本生产过程,三个步骤：造气、净化、合成。,(1)制备合成氨原料气；,(2)原料气净化；,(3)氨合成与分离。,第9页,3合成氨工业发展,(1)原料及原料气净化；,(2)催化剂改进；,(3)环境保护。,废渣：用作建材和肥料原料。,废气：主要是H,2,S和CO,2,等有害气体。,废液：主要是含氰化物和含氨污水。,第10页,三、纯碱生产,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,第11页,(3)氨碱法生产纯碱优缺点,氨碱法优点：原料廉价易得，产品纯度高、氨和部分二氧化碳能够循环使用、制造步骤简单。,氨碱法缺点：食盐利用率低(约70%)，约有30%NaCl留在母液中；产生了当初认为无用氯化钙。,2联合制碱法(又称侯氏制碱法),(1)将制碱中含氯废液与合成氨过程中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。,第12页,(3)联合制碱法优点：,氯化钠利用率达96%以上；,综合利用了合成氨厂二氧化碳；,节约了设备；,没有难以处理氯化钙废料。,第13页,四、化肥和农药,1化肥为农作物补充必要营养元素,农业生产中，大量施用化肥主要是氮肥、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)植物生长调整剂：比如乙烯能够催熟果实。,第14页,(5)惯用消毒剂：酒精溶液、碘酒、双氧水、高锰酸钾溶液、氯系消毒剂(氯气、漂白粉、二氧化氯)、过氧乙酸溶液等。,3化肥、农药合理使用与环境保护,(1)农药主要用于对有害生物防治，但它们对周围生物群落影响是广泛而复杂，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酸碱性和土壤结构；过量化肥会伴随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。,第15页,五、表面活性剂与精细化学品,1肥皂能够用来去油污,(1)肥皂去污原理,肥皂成份：肥皂化学成份为高级脂肪酸钠盐或钾盐。,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到达去污目标。,第16页,(2)肥皂生产,原理：高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下水解形成高级脂肪酸盐(即肥皂)。,工艺流程：,第17页,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,主要成份是表面活性剂，是能够发挥去污作用主要物质，还含有助剂、杀菌剂、织物柔顺剂等辅助成份。,第18页,3肥皂与合成洗涤剂比较,(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，而且适合洗衣机使用；合成洗涤剂原料廉价；(3)制造合成洗涤剂主要原料是石油裂解产品(烷烃、苯)，而制造肥皂主要原料是油脂；(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。,第19页,4精细化学品及其生产特点,(1)精细化学品含有品种多、批量小、产值高等特点。,(2)精细化工含有技术密集、附加值高等特点，主要表达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，还含有技术保密性强、专利垄断性强等特点。,第20页,点,考,突,破,第21页,第22页,3三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔,第23页,4三工艺：(1)热交换；,(2)逆流操作；,(3)原料循环利用。,5三条件,(1)温度：400500，依据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中采取400500 温度。,第24页,(2)常压：依据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO,2,转化率提升不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下转化率已很高，实际生产采取常压操作。,(3)适当过量空气：目标是提升SO,2,转化率。,第25页,(2)能量充分利用,硫酸生产中反应热可用于预热即将参加反应SO,2,，还能够由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。,第26页,二、化学原理在H,2,SO,4,生产中应用,1增大反应速率办法,(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，增大与空气接触面积。,第27页,2逆流原理应用,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，提升吸收程度。,第28页,第29页,例,1,以黄铁矿为原料，采取接触法生产硫酸流程可简示以下：,第30页,请回答以下问题：,(1)在炉气制造中，生成SO,2,化学方程式为_。,(2)炉气精制作用是将含SO,2,炉气_、_及干燥，假如炉气不经过精制，对SO,2,催化氧化影响是_。,第31页,(3)精制炉气(含SO,2,体积分数为7%、O,2,为11%、N,2,为82%)中SO,2,平衡转化率与温度及压强关系以下列图所表示。在实际生产中，SO,2,催化氧化反应条件选择常压、450 左右(对应图中A点)，而没有选择SO,2,转化率更高B或C点对应反应条件，其原因分别是_、,_。,第32页,(4)在SO,2,催化氧化设备中设置热交换器目标是_、_，从而充分利用能源。,第33页,解析,(2)煅烧黄铁矿制得炉气中含有矿尘、砷、硒等化合物，水蒸气；应对炉气进行除尘、水洗和干燥，防止催化剂中毒。(3),由图可知，该反应在低温下进行,SO,2,转化率高，但低温时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中采取,400,500,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,SO,2,转化率提升不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下转化率已很高，实际生产采取常压操作。,(4)SO,2,和,O,2,反应为放热反应，而经净化后炉气需要加热，故可经过热交换器，对冷,SO,2,、,O,2,加热，到达充分利用能源作用。,第34页,(2)除尘水洗矿尘、砷、硒等化合物使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响,(3)不选B点，因为压强越大对设备投资大，消耗动能大；SO,2,原料转化率在1个大气压下转化率已是97%左右，再提升压强，SO,2,转化率提升余地很小，所以采取1个大气压不选C点，因为温度越低，SO,2,转化率即使更高，但催化剂催化作用受影响，450 时，催化剂催化效率最高,(4)利用反应放出热量预热原料气体上层反应气经热交换器温度降到400500 进入下层使反应愈加完全,第35页,尤其提醒,工业上用98%H,2,SO,4,溶液吸收SO,3,，是因为用水吸收会产生酸雾，腐蚀设备。,煅烧黄铁矿制得炉气中含有三种有害杂质：矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气；对应三个净化过程：除尘、水洗和干燥，防止催化剂中毒。,第36页,第37页,(3)催化剂,使用催化剂可加紧化学反应速率，但不影响化学平衡,采取以铁为主催化剂。,第38页,(4)循环操作,合成氨转化率较低，要采取循环操作，混合气体经过冷凝器，使氨液化，将氨分离出来，并将没有反应N,2,和H,2,经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。,第39页,2,“,三废,”,处理,(1)废渣：主要是煤渣和炭黑，可用作制造肥料原料和建筑材料。,(2)废气：主要是H,2,S、SO,2,和CO,2,等有害气体，可用直接氧化法、循环法等回收技术处理，CO,2,可作为生成尿素和碳酸铵原料。,(3)废液：主要是含氰化物和氨污水。,处理氰化物主要有生化、化学沉淀、反吹回炉等方法，处理含氨废水可用蒸馏回收和离子交换等方法。,第40页,例,2,利用天然气合成氨工艺流程示意图以下：,第41页,依据上述流程，完成以下填空：,(1)天然气脱硫时化学方程式是_。,(2),n,mol CH,4,经一次转化后产生CO 0.9,n,mol，产生H,2,_mol(用含,n,代数式表示)。,(3)K,2,CO,3,(aq)和CO,2,反应在加压下进行，加压理论依据是_。,A相同相溶原理,B勒夏特列原理,C酸碱中和原理,第42页,(4)由KHCO,3,分解得到CO,2,能够用于_(写出CO,2,一个主要用途)。,(5)整个流程有三处循环，一处是Fe(OH),3,循环，另一处是K,2,CO,3,(aq)循环，请在上述流程中标出第三处循环(循环方向、循环物质)。,第43页,第44页,第45页,第46页,3生产过程,第一步：二者基本相同。将NH,3,通入饱和食盐水形成氨盐水，再通入CO,2,生成NaHCO,3,沉淀，经过滤、洗涤得到NaHCO,3,微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有NH,4,Cl和NaCl溶液。,第二步：,第47页,(2)联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉状氯化钠，并通入氨气，能够使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得溶液，已基本上是氯化钠饱和溶液，可循环使用。,第48页,4综合评价,(1)氨碱法：原料(食盐和石灰石)廉价；产品纯碱纯度高；副产品氨和二氧化碳都能够回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产，但原料食盐利用率低，过程中产生了没多大用途且难以处理CaCl,2,。,(2)联合制碱法：食盐利用率较高，综合利用了合成氨厂二氧化碳和碱厂氯离子，同时生产出两种主要产品,纯碱和氯化铵；过程中不生成CaCl,2,，降低了对环境污染，而且大大降低了纯碱和氮肥成本，充分表达了大规模联合生产优越性。,第49页,例,3,侯氏制碱法步骤以下：,试回答以下问题：,(1)若上述悬浊液中含NaHCO,3,和NH,4,Cl，则和两步反应总反应方程式为_。,(2)由上面反应原理可知NaCl比NaHCO,3,溶解度_。,第50页,(3)操作、不能颠倒原因是_,_。,(4)操作叫_，操作叫_。,第51页,第52页,堂,课,反,馈,第53页,1在硫酸工业生产中，SO,3,吸收过程是在吸收塔(如图)中进行，吸收塔里还装入大量瓷环。以下相关SO,3,说法中，错误是(),第54页,A从处通入SO,3,，整个吸收操作采取逆流形式,B从处喷下浓硫酸，瓷环作用是增大接触面积,C从处导出气体只含有少许SO,2,，可直接排入大气,D从处流出是可用水或稀硫酸稀释硫酸,答案,C,解析,选项C，SO,2,是一个大气污染物，需回收利用。,第55页,2以下相关肥皂叙述中错误是(),A肥皂与纯碱去污原理相同,B肥皂能够加速油污在水中分散,C肥皂是油脂在碱性条件下水解生成,D肥皂主要成份分子中含有亲油基团和亲水基团,答案,A,解析,A中纯碱去污原理是碱性条件使油污水解，去污原理与肥皂不一样；其它均为正确叙述。,第56页,3海洋中有丰富食品、矿产、能源和水产资源等(以下列图所表示)，,第57页,第58页,答案,B,解析,氯碱工业是指在工业上电解饱和氯化钠溶液制备氢氧化钠与氯气、氢气，再深入生产一系列化工产品，,A,项错误；反应为：Br,2,SO,2,2H,2,O=H,2,SO,4,2HBr，溴元素被还原，C选项错误；粗盐提纯次序中要尤其注意Na,2,CO,3,溶液在BaCl,2,溶液后面加入，D选项错误。,第59页,4工业制硫酸生产流程以下列图：,第60页,(1)在催化反应室，以下办法中有利于提升SO,2,平衡转化率有_。,A升高温度B减小压强,C不停补充空气 D及时分离出SO,3,(2)在生产中，为提升催化剂效率采取了哪些办法？_。,A净化气体,B控制温度在400 500,C增大催化剂与反应气体接触面积,D不停补充空气,第61页,第62页,(5)生产硫酸过程中尾气通惯用氨水吸收，请写出该反应化学反应方程式_。,答案,(1)C、D(2)A、B、C,(3)在1 atm和298 K条件下，2 mol SO,2,和1 mol O,2,完全反应生成2 mol SO,3,，放出196.6 kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，所以放出热量小于196.6 kJ,(4)93.4%,(5)2NH,3,H,2,O,SO,2,=(NH,4,),2,SO,3,H,2,O,第63页,第64页,第65页,5我国化学家侯德榜，改革国外纯碱生产工艺，生产流程可简明表示以下：,第66页,(1)上述生产纯碱方法称_，副产品一个用途为,_。,(2)沉淀池中发生化学反应方程式是_,_。,(3)写出上述流程中X物质化学式_。,(4)使原料氯化钠利用率从70%提升到90%以上，主要是设计了_(填上述流程中编号)，从沉淀池中取出沉淀操作是_。,(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少许试样溶于水后，再滴加_。,第67页,第68页,第69页,第70页,温,示,提,馨,请做：课时作业（,44,）,课时作业,堂堂清,（点击进入）,第71页,温,示,提,馨,请做：单元综合测试（十四）,（点击进入）,第72页,