高考化學新課標一輪總復習課件：14-第3講化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(編輯修改稿)
2025-02-04 13:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的轉(zhuǎn)化率提高不大，且加壓會增大成本和能量消耗，而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高，實際生產(chǎn)采用常壓操作。 (4)SO2和O2反應為放熱反應，而經(jīng)凈化后的爐氣需要加熱，故可通過熱交換器，對冷的 SO O2加熱，達到充分利用能源的作用。 (2)除塵 水洗 礦塵 、 砷 、 硒等的化合物使催化劑中毒 ，水蒸氣對設備和生產(chǎn)有不良影響 (3)不選 B點 ， 因為壓強越大對設備的投資大 ， 消耗的動能大； SO2原料的轉(zhuǎn)化率在 1個大氣壓下的轉(zhuǎn)化率已是 97%左右 ，再提高壓強 ， SO2的轉(zhuǎn)化率提高的余地很小 ， 所以采用 1個大氣壓 不選 C點 ， 因為溫度越低 ， SO2轉(zhuǎn)化率雖然更高 ， 但催化劑的催化作用受影響 ， 450 ℃ 時 ， 催化劑的催化效率最高 (4)利用反應放出的熱量預熱原料氣體 上層反應氣經(jīng)熱交換器溫度降到 400～ 500 ℃ 進入下層使反應更加完全 [ 答案 ] ( 1 ) 4 F e S 2 ＋ 1 1 O 2 ==== =高溫 2 F e 2 O 3 ＋ 8 SO 2 特別提醒 ① 工業(yè)上用 98%的 H2SO4溶液吸收 SO3， 是因為用水吸收會產(chǎn)生酸霧 ， 腐蝕設備 。 ② 煅燒黃鐵礦制得的爐氣中含有三種有害雜質(zhì)：礦塵 ， 砷 、硒等化合物 ， 水蒸氣；對應三個凈化過程：除塵 、 水洗和干燥 ，避免催化劑中毒 。 1 ．條件的選擇 要考慮實際生 產(chǎn)中的動力、材料、設備等因素，以取得最佳經(jīng)濟效益。 ( 1) 壓強 增大壓強????? 化學反應速率增大平衡向正反應方向移動? ?????壓強越大越好，但受動力、材料、設備限制? 10 M P a ～ 30 M P a 。 (3)催化劑 使用催化劑可加快化學反應速率 ， 但不影響化學平衡 ?采用以鐵為主的催化劑 。 ( 2) 溫度 升高溫度????? 化學反應速率增大平衡向逆反應方向移動 ? ?????采取適宜的溫度催化劑在 500 ℃ 時活性最高 ? 400 ℃ ～ 500 ℃ 。 (4)循環(huán)操作 合成氨轉(zhuǎn)化率較低 ， 要采用循環(huán)操作 ， 混合氣體通過冷凝器 ， 使氨液化 ， 將氨分離出來 ， 并將沒有反應的 N2和 H2經(jīng)過循環(huán)壓縮機 ， 再送入合成塔 ， 使其被充分利用 。 2． “ 三廢 ” 處理 (1)廢渣：主要是煤渣和炭黑 ， 可用作制造肥料的原料和建筑材料 。 (2)廢氣：主要是 H2S、 SO2和 CO2等有害氣體 ， 可用直接氧化法 、 循環(huán)法等回收技術處理 ， CO2可作為生成尿素和碳酸銨的原料 。 (3)廢液：主要是含氰化物和氨的污水 。 處理氰化物主要有生化 、 化學沉淀 、 反吹回爐等方法 ， 處理含氨的廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法 。 [例 2]利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下： 依據(jù)上述流程 ， 完成下列填空： (1)天然氣脫硫時的化學方程式是 ____________________。 (2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生 CO n mol， 產(chǎn)生H2________mol(用含 n的代數(shù)式表示 )。 (3)K2CO3(aq)和 CO2反應在加壓下進行 ， 加壓的理論依據(jù)是 ________。 A． 相似相溶原理 B． 勒夏特列原理 C． 酸堿中和原理 (4)由 KHCO3分解得到的 CO2可以用于 ________(寫出 CO2的一種重要用途 )。 (5)整個流程有三處循環(huán) ， 一處是 Fe(OH)3的循環(huán) ， 另一處是 K2CO3(aq)的循環(huán) ， 請在上述流程中標出第三處循環(huán) (循環(huán)方向 、 循環(huán)物質(zhì) )。 [ 解析 ] ( 1) 流程圖中已給出反應物是 H2S 和 F e ( OH )3，生成物是Fe2S3和 H2O ， CH4沒有參加反應，寫出方程式配平即可。 ( 2) 寫出反應的方程式 CH4＋ H2O == = C O ＋ 3H2，可知產(chǎn)生的H2為 CO 的 3 倍。 ( 3) C O2為氣體，利用勒夏特列原理，增加壓強有利于平衡右移。 ( 5) 合成氨是一個可逆反應， N2和 H2的轉(zhuǎn)化率低，可以循環(huán)利用。 1 ．原料 ( 1) 氨堿法：食鹽、氨氣、石灰石 ( 經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳 ) 。 ( 2) 聯(lián)合制堿法：食鹽、氨氣、二氧化碳 ( 合成氨廠的廢氣 ) 。 2 ．主要反應原理 二者基本相同： N aC l ＋ NH3＋ CO2＋ H2O == = N aHCO3↓ ＋ NH4Cl 2N aHCO3==== =△Na2CO3＋ CO2↑ ＋ H2O ↑ 3． 生產(chǎn)過程 第一步：二者基本相同 。 將 NH3通入飽和食鹽水形成氨鹽水 ， 再通入 CO2生成 NaHCO3沉淀 ， 經(jīng)過濾 、 洗滌得到 NaHCO3微小晶體 ， 再煅燒制得純堿產(chǎn)品 ， 其濾液是含有 NH4Cl和 NaCl的溶液 。 第二步： ( 1) 氨堿法： N aHC O 3 分解放出的 CO 2 ( 2N aHC O 3 ==== =△Na 2 CO 3＋ CO 2 ↑ ＋ H 2 O ↑ ) 、濾液 ( 含 NH 4 C l) 與石灰乳混合加熱產(chǎn)生的氨氣 回 收 循 環(huán) 使 用 [ C aO ＋ H 2 O == = C a( OH ) 2 、 2N H 4 Cl ＋C a( OH) 2 ==== =△C aC l 2 ＋ 2N H 3 ↑ ＋ 2H 2 O] 。 (2)聯(lián)合制堿法：在低溫條件下，向濾液中加入細粉狀的氯化鈉，并通入氨氣，可以使氯化銨單獨結晶沉淀析出，經(jīng)過濾、洗
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