復習提綱化學工業(yè)原理和工藝流程.ppt

無機化工原理在考查方面的另外一個著力點是以全新的信息考查化學反應原理在合成氨 工業(yè)制H2SO4 氯堿工業(yè)上及無機非金屬材料方面的應用 中學化學需要掌握的重要的化工生產(chǎn)原理如下 第五單元化學工業(yè)原理和工藝流程 化學工業(yè) 合成氨工業(yè)硫酸工業(yè)氯堿工業(yè)玻璃工業(yè) 解化工原理與生產(chǎn)流程類題的方法解化工原理與生產(chǎn)流程類試題 需要由原料計算產(chǎn)品的量 由于反應經(jīng)過多步完成 最常用的就是關系式法 關系式法是根據(jù)最初反應物和最終生成物之間量的關系 寫出關系式 一般采用物質(zhì)的量之比 一次列式求解 而不必對每一步反應都進行計算的一種方法 它可以使多步計算化為一步計算而完成 1 適用范圍 廣泛用于兩個或多個互相聯(lián)系的化學式或多步反應計算的一種常用方法 2 解題關鍵 利用關系式解題的關鍵是根據(jù)有關化學式或反應式及物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的定量關系 找到關系式和關系量 3 關系式法的優(yōu)點 關系式法可使計算化繁為簡 化難為易 減少誤差 并且可以保證計算結(jié)果的準確性 4 找關系式的方法 從化學方程式中提取關系式 從化學式和電極反應式等中提取關系式 從物質(zhì)和對應的差量之間提取關系式 尋找關系式時要特別注意原料中的某些元素是否都轉(zhuǎn)入了產(chǎn)物中 中間過程是否又有原始原料的參與 不可盲目地根據(jù)起始物和產(chǎn)物中的原子守恒直接得出關系式 常進行如下的相當量處理 化合物中某元素的損失率 該化合物的損失率 中間產(chǎn)物的損失率 原料的損失率 中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率 原料的轉(zhuǎn)化率 另外 有些題目中常出現(xiàn)一些教材中未見過的化學反應方程式 以信息的形式作為解題的某些條件 此時要耐心地尋找物質(zhì)或元素之間的轉(zhuǎn)化關系 以便得出正確的關系式 氯及其化合物的工業(yè)加工和利用 探秘實例1 2011 洛陽模擬 下圖所示是以海水為原料 獲得某產(chǎn)物的工藝流程圖 已知在吸收塔中 溶液的pH顯著減小 試回答下列問題 1 圖中兩次氯化的作用是否相同 選填 是 或 否 2 吸收塔中反應的化學方程式為 第2次氯化的離子方程式為 3 資料證實 在酸性介質(zhì)中 第1次氯化過程中可用O2或空氣替代 但在實際工業(yè)生產(chǎn)中為什么不用更廉價的空氣替代Cl2 4 本工藝的處理方法可簡單概括為 空氣吹出 X氣體吸收 氯化 某同學認為在工業(yè)生產(chǎn)過程中對第1次氯化液直接蒸餾也可得到產(chǎn)物 不必進行上述過程 請對該同學的說法作出正確的評價 解析本工藝流程是海水中Br 被Cl2氧化 然后用熱空氣吹出 根據(jù)題中信息 吸收塔內(nèi)溶液pH顯著減小 可確定氣體X是SO2 吸收塔內(nèi)反應的化學方程式為Br2 SO2 2H2O H2SO4 2HBr 生成的Br 再被Cl2氧化 生成的Br2用蒸氣蒸出 再冷凝得到液態(tài)溴 答案 1 是 2 Br2 SO2 2H2O H2SO4 2HBr2Br Cl2 Br2 2Cl 3 若用廉價的空氣替代Cl2進行第1次氯化 反應的離子方程式為4Br O2 4H 2Br2 2H2O 則反應時需要將大量的鹽鹵 濃度不大 酸化 反應后又要將廢液中和才能排放 在經(jīng)濟上沒有吸引力 4 氯化后的海水雖然含有溴單質(zhì) 但濃度低 如果直接蒸餾原料 產(chǎn)品成本高 空氣吹出 SO2吸收 氯化 的過程實際上是一個溴的富集過程 以提高其濃度 減少能源的消耗 氮及其化合物的工業(yè)加工和利用 探秘實例2 如圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的流程 合成塔中內(nèi)置鐵觸媒 氧化爐中內(nèi)置Pt Rh合金網(wǎng) 請回答下列問題 1 1909年化學家哈伯在實驗室首次合成了氨 2007年化學家格哈德 埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程 示意如下 分別表示N2 H2 NH3 圖 表示生成的NH3離開催化劑表面 圖 和圖 的含義分別是 3 已知 4NH3 g 3O2 g 2N2 g 6H2O g H 1266 8kJ mol 1N2 g O2 g 2NO g H 180 5kJ mol 1 氨催化氧化的熱化學方程式為 4 吸收塔中通入空氣的目的是 硫及其化合物的工業(yè)加工和利用 探秘實例3 2010 江蘇 下表列出了3種燃煤煙氣脫硫方法 的原理 1 方法 中氨水吸收燃煤煙氣中SO2的化學反應為 2NH3 SO2 H2O NH4 2SO3 NH4 2SO3 SO2 H2O 2NH4HSO3能提高燃煤煙氣中SO2去除率的措施有 填字母 A 增大氨水濃度B 升高反應溫度C 使燃煤煙氣與氨水充分接觸D 通入空氣使HSO轉(zhuǎn)化為SO采用方法 脫硫 并不需要預先除去燃煤煙氣中大量的CO2 原因是 用離子方程式表示 2 方法 中主要發(fā)生了下列反應 2CO g SO2 g S g 2CO2 g H 8 0kJ mol 12H2 g SO2 g S g 2H2O g H 90 4kJ mol 12CO g O2 g 2CO2 g H 566 0kJ mol 12H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1S g 與O2 g 反應生成SO2 g 的熱化學方程式可表示為 3 方法 中用惰性電極電解NaHSO3溶液的裝置如下圖所示 陽極區(qū)放出氣體的成分為 填化學式 解析 1 增大氨水濃度 使燃煤煙氣與氨水充分接觸 都能有效提高SO2的去除率 升高溫度 不利于SO2的溶解 產(chǎn)物在高溫下也易分解 D項 通入空氣 空氣中的CO2會消耗氨水 不利于SO2的吸收 故選A C H2SO3的酸性強于H2CO3 抑制CO2的溶解 原理為 工業(yè)上用 三氯氫硅還原法 提純粗硅的工藝流程如圖所示 探秘實例4 硅及其化合物的工業(yè)加工和利用 解析本題通過工業(yè)上 三氯氫硅還原法 提純粗硅的流程綜合考查了化學反應速率 物質(zhì)的分離 蓋斯定律的應用和工業(yè)原料循環(huán)等方面的知識 本題第 1 問具有一定的開放性 升高溫度 增大壓強 增大HCl的濃度和使用催化劑可加快反應的速率 但考慮到不降低反應的轉(zhuǎn)化率 故 升高溫度 不