2013年高考化学复习知识点深度剖析-专题十-化学与技术.doc
《2013年高考化学复习知识点深度剖析-专题十-化学与技术.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2013年高考化学复习知识点深度剖析-专题十-化学与技术.doc(91页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2013年高考化学复习知识点深度剖析专题讲座(共十三专题)专题十 化学与技术化学与技术专题包含三个方面,分别是资源开发、材料的制造与应用以及工农业生产。资源开发包括化石原料、海水的综合利用、废旧物质的再循环使用等。材料包括硅酸盐工业、新型材料、金属材料、高分子材料,以及与之相关的金属的电化学防护,有机高分子中的聚合与缩聚等知识。工农业生产包括合成氨反应、侯氏制碱、化肥的正确使用等。复习该模块时,要注意与化学反应原理的知识相结合分析工业生产。知识梳理第一章 化学与工农业生产考纲解读考纲内容要求名师解读了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
2、1. 以硫酸、纯碱工业为背景资料,重点考查考查无机化工生产中涉及的化学原理与生产工艺与“三废”的处理。2. 围绕合成氨的反应原理以及实现工业现代化生产的有关问题,从化学反应速率与化学平衡的角度考查合成氨适宜条件的选择、原料气的生产与工艺技巧等问题。3. 化学肥料、精细化工中有关氮肥、铵盐的性质,以及表面活性剂的有关知识。了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用基础巩固一、工业制备硫酸1、三个阶段阶段第一阶段:_ _第二阶段:_ 第三阶段:_ 相关方程式2、生产中原料的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 、 、原料、能源
3、、工业用水的供应能力、存储、运输、 等。3、生产中反应条件的控制对二氧化硫的催化氧化:(1)温度条件:选择 作为操作温度,因为在这个温度范围内, 和 都比较理想。(2)压强条件:增大气体压强,SO2的平衡转化率提高得 ,所以,通常采用 操作。(3)催化剂:催化剂对化学平衡 ,但能改变到达平衡所需的时间。4、生产中的三废处理方法尾气吸收硫酸生产的尾气中含有少量 ,可用 吸收,使其生成 ,再用 处理,生成 和 方程式为 ; 。污水处理硫酸生产过程中的污水,含有 杂质,可用 中和法处理。方程式为 废渣的利用废渣可用来制砖或制造 。炉渣和矿灰,可作为 的原料。二、工业合成氨1、合成氨的反应原理方程式:
4、 。该反应是一个正反应方向气体分子数 的、 的 反应。2、适宜化工生产条件的选择温度: ;压强 ;催化剂: 。3、合成氨的基本生产过程(1)制备合成氨的原料气氮气:一是 ;另一是 。氢气:(1)水蒸气通过赤热的煤(或焦炭)层,化学方程式为: 。(2)甲烷与水蒸气在催化剂作用下反应,化学方程式为: (2)原料气的净化净化的原因: 。吸收H2S: 。除去CO: , (3)氨的合成与分离(4)合成氨中的环境保护需要注意事项废渣的处理:主要来自造气阶段,特别是以煤为原料而产生的煤渣,用重油为原料产生的炭黑等,现在大都将它们用作建材和肥料的原料。废气的处理:主要是H2S和CO2等有害气体。对H2S的处理
5、,先后采用了直接氧化法(选择性催化氧化)、循环法(使用溶剂将其吸收浓缩)等回收技术。CO2虽然是无毒无害的物质,但随着人们对其可能产生温室效应的关注,减少CO2的排放逐渐受到重视,所以,在不断研究和改进将其作为尿素和碳铵生产原料的途径。废液的处理:主要是含氰化物和含氨的污水。目前,处理含氰化物污水主要有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法;处理含氨废水多以蒸馏的方法回收氨达到综合利用的目的,对浓度过低的含氨废水,可用离子交换法治理。三、工业生产纯碱1、氨碱法也称 ,其原料是: 、 和 。(1)生成碳酸氢钠和氯化铵将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中,可得到碳酸氢钠和氯化铵。方程式为
6、: ; 。(2)制取碳酸钠将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO3。方程式: 。母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨,以便循环使用。方程式为: 。2、联合制碱法(又称 )(1)将制碱中 与合成氨过程中的 废气加以回收、利用,制成 化肥,使 和 两大工业联合起来。(2)原料是 、 和 。联合制碱法生产原理示意图:四、化肥与农药1、化肥为农作物补充必要的营养元素(1)农业生产中,大量施用的化肥主要是 、 和 。磷肥包括 主要成分是 和 ,简称 ,还有 主要成分是 ;钾肥主要包括 、 、 、 等;氮肥包括 、 、 等。(2)尿素的工业生产原理用化学方程式表示为 , ;硝酸铵工业生产方法为 , ,
7、 , 。2、农作物的保护神农药(1)目前最常用的化学防治害虫的方法为 ,按照化学组成和结构,常用的杀虫剂主要包括 、 、 、 等,其中 和 是人类开发和利用的第三代农药,它们具有 、 和 的特点,因此,第三代农药也被称为 。(2)在病害和草害的防治历史上,人类先后使用的杀菌剂有 、 、 和_ ;植物代谢的产物 是一种结构最简单的 ,近年研制出了能在植物体内产生乙烯的植物生长调节剂,如 ,它能释放出乙烯的原理为 3、化肥、农药的合理使用与环境保护农药主要用于对有害生物的防治,但它们对周围生物群落的影响是广泛而复杂的,如能毒害水生物和污染水源等;不合理使用化学肥料往往会造成 ,产生 等污染现象。2
8、、侯氏制碱法 含氯的废液 二氧化碳 纯碱和氯化铵 制碱 制铵 食盐 氨 二氧化碳四、1、氮肥、磷肥 钾肥。 过磷酸钙 Ca(H2PO4)2H2O和CaSO4 普钙, 钙镁磷肥 Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2 草木灰、KCl、K2SO4、KNO3 尿素CO(NH2)2、NH4NO3、NH4HCO3 实验探究拓展实验:黄铁矿元素含量的实验探究黄铁矿(主要成分为FeS2)是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究。实验一测定硫元素的含量。、将m1 g该黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的
9、黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为:高温4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2、反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:2实验二测定铁元素的含量。III、测定铁元素含量的实验步骤如图所示。用足量稀硫酸溶解石英管中的固体残渣加还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+后,过滤、洗涤将滤液稀释至250mL取稀释液25.00mL,用已知浓度的酸性KMnO4溶液滴定问题讨论:(1)I中,甲瓶内所盛试剂是_溶液。乙瓶内发生反应的离子方程式有_。(2)II中,所加H2O2溶液(氧化剂)需足量的理由是_。(3)该黄铁矿中硫元素的质量分数为_。(4)III的步骤中,若选用铁粉作
10、还原剂,你认为合理吗?_,理由是:_。(5)III的步骤中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有_。(3)加热试管中的铁丝绒至红热(4)用注射器抽取20ml干燥氨气和60ml干燥氢气(5)将混合气体通入试管,并用湿润的pH试纸置于导管出口处,观察试纸的变化。 练一练:(1)铁丝绒在实验中起什么作用?(2)湿润的pH试纸出现什么样的现象就说明有NH3生成了?(3)理论上讲,从试管出口出来的气体成分是?(4)如果使装置的温度升高,那出口处氨气的体积分数会发生怎样的变化?答案:(1)催化剂(2)如果湿润的pH试纸变蓝,说明有NH3生成(3)由于合成氨是可逆反应,所以从出口出来的气体是H2、
11、N2、NH3(4)合成氨是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,出口处氨气的体积分数会降低重点突破 一.直击考点:考点一 工业制备硫酸工业制备硫酸是化学与技术的热门考点,一般以硫酸的制备流程为载体,考查硫酸制备的三个阶段和各个阶段的方程式及原理。工业制备硫酸时需要注意:(1)依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理,送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒,增大矿石跟空气的接触面积,使之充分燃烧。(2)依据增大廉价易得的反应物的浓度,使较贵重的原料得以充分利用的原理,采用过量的空气使黄铁矿充分燃烧。(3)通入接触室的混合气体必须预先净化,其原因是:炉气中含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化
12、合物、矿尘等。砷、硒化合物和矿尘等会使催化剂中毒;水蒸气对生产和设备有不良影响。因此,炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。(4)在接触室里装有热交换器,其作用是在二氧化硫接触氧化时,用放出的热量来加热未反应的二氧化硫和空气,充分利用热能,节约燃料。(5)不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸,若用水或稀硫酸吸收,容易形成酸雾,且吸收速度慢。 【例1】硫酸的消费量常作为工业水平的一种标志,也是生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为:_ ,该反应在 中进行(填仪器名称)。(2) SO2转化为S
13、O3,是在采用了多层催化剂且有热交换器的_ (填仪器名称)中进行反应。在如右图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填仪器名称)用 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸。(3)SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 。压强温度0.1Mp1Mp5Mp10Mp40099.299.699.799.850093.596.897.798.560073.785.290.092.8(4)由吸收塔排出的尾气中有SO2,为了防止污染化境,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式 _
14、。考点二 工业合成氨根据N2(g)3H2(g)2NH3(g) H = -92.4 kJmol1的特点,从化学速率分析,温度越高越好;从反应平衡分析:温度越低越好;催化剂的活性在500 时最大。所以,在合成氨工业中反应温度选择的是500 左右,选择这一温度并不是为了提高合成氨的产量,因为生成氨的反应是一个放热反应,升温不利于反应向生成氨的方向进行。在这一温度下,合成氨反应的催化剂的活性最大,催化效果最好,因此选择500 的条件,主要是从提高化学反应速率的角度考虑的,因为这样可以大大提高合成氨的生产效率。【例2】合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的
15、化学方程式为:N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。回答下列问题: 合成氨工业中原料气压缩到3050MPa的原因是 。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400500的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是 。 500、50MPa时,在容积为VL的容器中加入nmolN2、3nmolH2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K 。有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HClNH4Cl为电解质溶液制取新
16、型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。已知H2(g)、 CO(g) 、CH4(g)三种物质的燃烧热分别是285.8 kJmol1、 283.0 kJmol1、890.3 kJmol1,1molH2O(g)转变为1molH2O(l)时放出44.0 kJ热量。甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。那么该反应的反应热H 0 (填、= 或 )。考点三 工业生成纯碱 工业制碱也是化学与技术考查的的另一重点和热点内容。常以“氨碱法”和“联合制碱法”为考查目标。“氨碱法”的反应过程如下:将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和,后在加压下通入二氧化碳(由碳酸钙分解
17、而来),由于NaHCO3溶解度较小而析出,将析出的NaHCO3晶体煅烧,即可制得碳酸钠。母液中的氯化铵加消石灰回收氨,以便循环利用。反应方程:NH3CO2H2O = NH4HCO3NH4HCO3NaCl = NaHCO3NH4Cl2 NaHCO3 = Na2CO3CO2H2O2 NH4ClCa(OH)2 = 2NH3CaCl22H2O优缺点:此法的优点是原料经济,能连续生产,副产物NH3和CO2可回收使用,但缺点是大量的CaCl2用途不大,NaCl利用率只有70%左右,约有30%NaCl在母液中。“联合制碱法”的反应过程如下:将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和,后在加压下通入二氧化碳(来源于合成
18、氨工业的废气),由于NaHCO3溶解度较小而析出,将析出的NaHCO3晶体煅烧,即可制得碳酸钠。根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大,而在低温时却比氯化钠溶解度小的原理,向母液中加入磨细的食盐粉末,产生同离子效应而使氯化铵单独结晶出来。 反应方程:NH3CO2H2O = NH4HCO3NH4HCO3NaCl = NaHCO3NH4Cl2 NaHCO3 = Na2CO3CO2H2O优缺点:此法保持了氨碱法的优点,消除了它的缺点。一方面使食盐的利用率提高到96%;另一方面生产出的NH4Cl可做氮肥。此法是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。【例3】纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2013 年高 化学 复习 知识点 深度 剖析 专题 技术
限制150内