高考化學一輪復習 選修2 化學與技術(shù) 第一章 化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件

選修2化學與技術(shù)第一章化學與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考點一考點一 工業(yè)生產(chǎn)硫酸工業(yè)生產(chǎn)硫酸【核心知識通關(guān)【核心知識通關(guān)】1.1.三種原料：三種原料：三種原料分別是三種原料分別是_、_、_。硫黃硫黃( (或黃鐵礦或黃鐵礦) )空氣空氣水水2.2.三個反應階段和三種設(shè)備：三個反應階段和三種設(shè)備：化學方程式化學方程式設(shè)備設(shè)備造氣造氣_或或_ _催化氧化催化氧化_SOSO3 3的吸收的吸收_點燃點燃=高溫高溫=催化劑催化劑S+OS+O2 2 SO SO2 24FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2沸騰爐沸騰爐2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3接觸室接觸室SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4吸收塔吸收塔3.3.三廢處理：三廢處理：(1)(1)尾氣吸收：硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量尾氣吸收：硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量SOSO2 2，可用，可用石灰水吸收，反應方程式為石灰水吸收，反應方程式為_；_。這樣得到的這樣得到的SOSO2 2含量較高，可返回用作原料。含量較高，可返回用作原料。Ca(OH)Ca(OH)2 2+SO+SO2 2=CaSO=CaSO3 3+H+H2 2O OCaSOCaSO3 3+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+SO+SO2 2+H+H2 2O O(2)(2)廢水的處理：硫酸生產(chǎn)的污水中含有酸性雜質(zhì)，可廢水的處理：硫酸生產(chǎn)的污水中含有酸性雜質(zhì)，可用石灰中和法處理，方程式為用石灰中和法處理，方程式為Ca(OH)Ca(OH)2 2+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+2H+2H2 2O O。(3)(3)廢渣的利用：用來制造水泥或磚，回收有色金屬。廢渣的利用：用來制造水泥或磚，回收有色金屬。【特別提醒【特別提醒】(1)(1)黃鐵礦黃鐵礦(FeS(FeS2 2) )中硫元素的化合價為中硫元素的化合價為-1-1價，鐵元素價，鐵元素的化合價為的化合價為+2+2價，煅燒黃鐵礦的反應中，被氧化的價，煅燒黃鐵礦的反應中，被氧化的是鐵元素和硫元素，每有是鐵元素和硫元素，每有1 mol FeS1 mol FeS2 2完全反應，轉(zhuǎn)完全反應，轉(zhuǎn)移移11 mol11 mol電子。電子。(2)(2)吸收吸收SOSO3 3不用水或稀硫酸，而是用不用水或稀硫酸，而是用98%98%的的H H2 2SOSO4 4，是因為用水或稀硫酸吸收是因為用水或稀硫酸吸收SOSO3 3會產(chǎn)生酸霧，影響吸收。會產(chǎn)生酸霧，影響吸收。(3)(3)煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進行凈化處理，主要是避煅燒黃鐵礦制得的爐氣需進行凈化處理，主要是避免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。免催化劑中毒、防止腐蝕設(shè)備等。(4)(4)在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，要綜合考慮原料來源、動力、在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，要綜合考慮原料來源、動力、設(shè)備、環(huán)境污染等因素，控制適宜的反應條件，以取設(shè)備、環(huán)境污染等因素，控制適宜的反應條件，以取得最佳經(jīng)濟效益。得最佳經(jīng)濟效益?！靖呖寄M精練【高考模擬精練】1.(20161.(2016泰安模擬泰安模擬) )火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸：藝流程生產(chǎn)硫酸：請回答下列問題：請回答下列問題：(1)(1)為使硫黃充分燃燒，經(jīng)流量計為使硫黃充分燃燒，經(jīng)流量計1 1通入燃燒室的氧通入燃燒室的氧氣過量氣過量50%50%。為提高。為提高SOSO2 2轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計2 2的氧氣量為的氧氣量為轉(zhuǎn)化器中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的轉(zhuǎn)化器中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.52.5倍，則倍，則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計1 1和流量計和流量計2 2的空氣體積比應為的空氣體積比應為_。b b管排出的尾氣的處理方法是管排出的尾氣的處理方法是_。與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點是是_(_(填字母序號填字母序號) )。A.A.耗氧量減少耗氧量減少B.B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C.C.產(chǎn)生的廢氣減少產(chǎn)生的廢氣減少D.D.不需要使用催化劑不需要使用催化劑(2)(2)硫酸的用途非常廣泛，其可應用于下列硫酸的用途非常廣泛，其可應用于下列_方方面面( (填字母序號填字母序號) )。A.A.橡膠的硫化橡膠的硫化B.B.表面活性劑表面活性劑“烷基苯磺酸鈉烷基苯磺酸鈉”的合成的合成C.C.鉛蓄電池的生產(chǎn)鉛蓄電池的生產(chǎn)D.D.過磷酸鈣的制備過磷酸鈣的制備(3)(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SOSO2 2的主要原因之的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時燒時SOSO2 2的排放，請寫出此脫硫過程中反應的化學方的排放，請寫出此脫硫過程中反應的化學方程式：程式：_?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)燃燒室中的反應為燃燒室中的反應為S+OS+O2 2 SO SO2 2，假設(shè)，假設(shè)SOSO2 2的體積為的體積為x x，則流量計，則流量計1 1中通入氧氣的體積為中通入氧氣的體積為1.5x1.5x，轉(zhuǎn)化器中的反應為轉(zhuǎn)化器中的反應為2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，則流量計，則流量計2 2中中通入氧氣的體積為通入氧氣的體積為1.25x1.25x；故流經(jīng)流量計；故流經(jīng)流量計1 1和流量計和流量計2 2的的空氣體積比應為空氣體積比應為6565；SOSO2 2為酸性氧化物，可以用堿液為酸性氧化物，可以用堿液( (如氨水如氨水) )吸收；吸收； 點燃點燃=催化劑催化劑硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗硫鐵礦中鐵的氧化需要消耗O O2 2，A A項正確；原料選擇項正確；原料選擇與與SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率無關(guān)，的轉(zhuǎn)化率無關(guān)，B B項錯誤；用硫鐵礦為原料產(chǎn)生項錯誤；用硫鐵礦為原料產(chǎn)生的廢渣較多，但廢氣量相同，的廢渣較多，但廢氣量相同，C C項錯誤；用項錯誤；用SOSO2 2制取制取SOSO3 3的過程中都需要使用催化劑，的過程中都需要使用催化劑，D D項錯誤。項錯誤。(2)(2)橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫，橡膠硫化所用到的為單質(zhì)硫，A A項錯誤；烷基苯磺項錯誤；烷基苯磺酸鈉中含有磺酸基，制取過程中需要發(fā)生磺化反應，酸鈉中含有磺酸基，制取過程中需要發(fā)生磺化反應，B B項正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，項正確；鉛蓄電池中需要用到硫酸和硫酸鉛，C C項正確；項正確；過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石，過磷酸鈣的制取過程中需要濃硫酸和磷礦石，D D項正確。項正確。(3)CaCO(3)CaCO3 3高溫分解生成高溫分解生成COCO2 2和和CaOCaO，SOSO2 2為酸性氧化物，為酸性氧化物，可以和堿性氧化物可以和堿性氧化物CaOCaO反應生成反應生成CaSOCaSO3 3，而，而CaSOCaSO3 3易被氧易被氧化為化為CaSOCaSO4 4。答案：答案：(1)(1)6565用氨水吸收用氨水吸收A A(2)B(2)B、C C、D D(3)CaCO(3)CaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2，SOSO2 2+CaO=CaSO+CaO=CaSO3 3，2CaSO2CaSO3 3+O+O2 2=2CaSO=2CaSO4 4=2.(20162.(2016鞍山模擬鞍山模擬) )目前，我國采用目前，我國采用“接觸法接觸法”制硫制硫酸，設(shè)備如圖所示：酸，設(shè)備如圖所示：(1)(1)圖中設(shè)備圖中設(shè)備A A的名稱是的名稱是_，該設(shè)備中主要反，該設(shè)備中主要反應的化學方程式為應的化學方程式為_。(2)(2)有關(guān)接觸法制硫酸的下列說法中，不正確的是有關(guān)接觸法制硫酸的下列說法中，不正確的是_。A.A.二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生B.B.吸收塔用濃度為吸收塔用濃度為98%98%濃硫酸吸收三氧化硫濃硫酸吸收三氧化硫C.C.煅燒含硫煅燒含硫48%48%的黃鐵礦時，若的黃鐵礦時，若FeSFeS2 2損失了損失了2%2%，則，則S S損失損失2%2%D.BD.B裝置中反應的條件之一為較高溫度，采用該溫度是裝置中反應的條件之一為較高溫度，采用該溫度是為了提高為了提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率E.E.硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用SOSO3 3轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為H H2 2SOSO4 4時放出的熱量時放出的熱量(3)(3)科研工作者開發(fā)了制備科研工作者開發(fā)了制備SOSO2 2再用電化學原理生產(chǎn)硫再用電化學原理生產(chǎn)硫酸的方法，裝置如圖。為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn)，硫酸的濃酸的方法，裝置如圖。為了穩(wěn)定技術(shù)生產(chǎn)，硫酸的濃度應維持不變，則通入的度應維持不變，則通入的SOSO2 2和水的質(zhì)量比為和水的質(zhì)量比為_。【解析【解析】(1)(1)“接觸法接觸法”制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接制硫酸的設(shè)備有沸騰爐、接觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生反應的化學方程式為觸室和吸收塔。沸騰爐中發(fā)生反應的化學方程式為4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2，接觸室中發(fā)生反應的化，接觸室中發(fā)生反應的化學方程式為學方程式為2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，吸收塔中的化學方，吸收塔中的化學方程式為程式為SOSO3 3+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4。高溫高溫=催化劑催化劑(2)(2)由于由于SOSO3 3與水反應時易形成酸霧，所以常用與水反應時易形成酸霧，所以常用98%98%的濃的濃硫酸作吸收劑。根據(jù)硫元素守恒，利用關(guān)系式可得硫酸作吸收劑。根據(jù)硫元素守恒，利用關(guān)系式可得S S損損失失2%2%，由于，由于SOSO2 2氧化成氧化成SOSO3 3為放熱反應，升高溫度有利為放熱反應，升高溫度有利于提高化學反應速率，但不利于提高于提高化學反應速率，但不利于提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率，接的轉(zhuǎn)化率，接觸室中的熱交換器是用觸室中的熱交換器是用SOSO2 2氧化成氧化成SOSO3 3過程中放出的熱過程中放出的熱量來預熱量來預熱SOSO2 2，實現(xiàn)能量的充分利用。，實現(xiàn)能量的充分利用。(3)(3)發(fā)生反應的化學方程式為發(fā)生反應的化學方程式為2SO2SO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=O=2H2H2 2SOSO4 4，設(shè)通入，設(shè)通入SOSO2 2與水的質(zhì)量比為與水的質(zhì)量比為xyxy，則反應后，則反應后生成的生成的H H2 2SOSO4 4與與H H2 2O O的質(zhì)量比一定為的質(zhì)量比一定為1111， 整理得整理得 x98164x1y1864，x16y29。答案：答案：(1)(1)沸騰爐沸騰爐4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2(2)D(2)D、E E(3)1629(3)1629高溫高溫=【加固訓練【加固訓練】1.(20161.(2016西安模擬西安模擬) )硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施：硫酸制造業(yè)中采取以下幾種措施：改進煅燒黃鐵礦的技術(shù)改進煅燒黃鐵礦的技術(shù)氧化二氧化硫時使用催化氧化二氧化硫時使用催化劑劑在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器將二將二氧化硫進行多次循環(huán)氧化氧化硫進行多次循環(huán)氧化回收利用尾氣中的二氧化回收利用尾氣中的二氧化硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是硫。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是( () )A.A. B.B.C.C. D. D.【解析【解析】選選D D。要減少酸雨就必須控制。要減少酸雨就必須控制SOSO2 2的排放量，的排放量，改進煅燒黃鐵礦的技術(shù)，只能使燃燒充分，不能使改進煅燒黃鐵礦的技術(shù)，只能使燃燒充分，不能使SOSO2 2的量減少，的量減少，錯；使用催化劑只能加快反應速率，不錯；使用催化劑只能加快反應速率，不會使會使SOSO2 2的量減少，的量減少，錯；在氧化二氧化硫的設(shè)備中安錯；在氧化二氧化硫的設(shè)備中安裝熱交換器，只能使熱量充分利用，也不能減少裝熱交換器，只能使熱量充分利用，也不能減少SOSO2 2的的排放量，排放量，錯。錯。2.(20162.(2016銀川模擬銀川模擬) )在硫酸的工業(yè)制法中，下列生在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與解釋該生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的產(chǎn)操作與解釋該生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是是( () )A.A.黃鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的黃鐵礦不能燃燒黃鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的黃鐵礦不能燃燒B.SOB.SO3 3用用98%98%的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以的濃硫酸吸收，目的是防止形成酸霧，以便便SOSO3 3吸收完全吸收完全C.SOC.SO2 2氧化為氧化為SOSO3 3時需使用催化劑，這樣可以提高時需使用催化劑，這樣可以提高SOSO2 2的的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率D.D.從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中SOSO2 2會與雜會與雜質(zhì)反應質(zhì)反應【解析【解析】選選B B。本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問題。本題考查化工生產(chǎn)中的技術(shù)處理問題?？蓮幕瘜W反應速率、化學平衡移動及實際生產(chǎn)三個方可從化學反應速率、化學平衡移動及實際生產(chǎn)三個方面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反面考慮各種操作條件的原因。礦石粉碎是為了提高反應速率，并不是因為大塊的黃鐵礦不能燃燒；用濃硫應速率，并不是因為大塊的黃鐵礦不能燃燒；用濃硫酸吸收酸吸收SOSO3 3是為了防止水與其形成酸霧；使用催化劑可是為了防止水與其形成酸霧；使用催化劑可以提高反應速率，但不能提高以提高反應速率，但不能提高SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率；從沸騰爐的轉(zhuǎn)化率；從沸騰爐出來的爐氣需凈化，因為爐氣中的雜質(zhì)會導致催化劑出來的爐氣需凈化，因為爐氣中的雜質(zhì)會導致催化劑中毒。中毒。3.(20163.(2016青島模擬青島模擬) )工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分，一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰分，一是沸騰爐、二是接觸室、三是吸收塔。在沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成二氧化硫；在接觸室內(nèi)有催化劑爐內(nèi)煅燒黃鐵礦生成二氧化硫；在接觸室內(nèi)有催化劑存在下，二氧化硫進一步與氧氣結(jié)合，生成三氧化硫；存在下，二氧化硫進一步與氧氣結(jié)合，生成三氧化硫；三氧化硫流經(jīng)吸收塔時，采用三氧化硫流經(jīng)吸收塔時，采用98%98%的濃硫酸吸收，使三的濃硫酸吸收，使三氧化硫最終與水化合形成硫酸。氧化硫最終與水化合形成硫酸。下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計出下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸的工藝流程設(shè)計出來的，用于探究工業(yè)上為何采用來的，用于探究工業(yè)上為何采用98%98%的濃硫酸吸收三氧的濃硫酸吸收三氧化硫?；颉Ｕ埢卮鹣铝袉栴}：請回答下列問題：(1)(1)寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應方程式：寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的反應方程式：_。(2)(2)上圖中的乙、丙分別相當于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中上圖中的乙、丙分別相當于工業(yè)上制取硫酸設(shè)備中的的_、_。(3)(3)丙中的現(xiàn)象為丙中的現(xiàn)象為_，丁中的現(xiàn)象為丁中的現(xiàn)象為_。(4)(4)下表是壓強和溫度對下表是壓強和溫度對SOSO2 2平衡轉(zhuǎn)化率的影響：平衡轉(zhuǎn)化率的影響：對對SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3的反應，增大壓強可使轉(zhuǎn)化率的反應，增大壓強可使轉(zhuǎn)化率_，通常采用常壓操作的原因是，通常采用常壓操作的原因是_?！窘馕觥窘馕觥苛蛩岬墓I(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為硫酸的工業(yè)生產(chǎn)分為三大步，其中第一步為制氣：制氣：4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2；乙、丙分別相當；乙、丙分別相當于接觸室、吸收塔；丙中無酸霧，丁中有酸霧；增大于接觸室、吸收塔；丙中無酸霧，丁中有酸霧；增大壓強，壓強，SOSO2 2轉(zhuǎn)化率增大，但是因為常壓下轉(zhuǎn)化率增大，但是因為常壓下SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強會增大成本和能量消耗，得不償失，已很大，增大壓強會增大成本和能量消耗，得不償失，所以采用常壓操作。所以采用常壓操作。高溫高溫=答案答案：(1)4FeS(1)4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2(2)(2)接觸室吸收塔接觸室吸收塔(3)(3)無酸霧有酸霧無酸霧有酸霧(4)(4)增大常壓下增大常壓下SOSO2 2的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強會增的轉(zhuǎn)化率已很大，增大壓強會增大成本和能量消耗，得不償失大成本和能量消耗，得不償失高溫高溫=考點二考點二 工業(yè)合成氨工業(yè)合成氨【核心知識通關(guān)【核心知識通關(guān)】1.1.反應原理：反應原理：_(_(放熱反應放熱反應) )。N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 32.2.基本生產(chǎn)過程：基本生產(chǎn)過程：(1)(1)造氣。造氣。N N2 2來源于空氣來源于空氣方法一：將空氣方法一：將空氣_方法二：空氣方法二：空氣 COCO2 2、N N2 2 _ _。 蒸發(fā)氮氣液氧 碳 堿液吸收加壓、降溫加壓、降溫N N2 2H H2 2來源于來源于H H2 2O O和碳氫化合物，相關(guān)化學反應方程式和碳氫化合物，相關(guān)化學反應方程式為為_、_、CHCH4 4+2H+2H2 2O COO CO2 2+4H+4H2 2。高溫高溫=C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2高溫高溫催化劑催化劑=CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2高溫高溫催化劑催化劑=(2)(2)凈化。凈化。原料氣中的主要雜質(zhì)：原料氣中的主要雜質(zhì)：H H2 2S S、COCO、COCO2 2、O O2 2等。等。雜質(zhì)的主要危害：某些雜質(zhì)會導致雜質(zhì)的主要危害：某些雜質(zhì)會導致_。催化劑中毒催化劑中毒凈化方法。凈化方法。a.a.用氨水吸收用氨水吸收H H2 2S S：_。b.COb.CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為COCO2 2：CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2。c.c.用用K K2 2COCO3 3溶液吸收溶液吸收COCO2 2：_。d.d.用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。用醋酸、銅和氨配制成的溶液精制處理。FeFe2 2O O3 3高溫高溫=NHNH3 3H H2 2O+HO+H2 2S=NHS=NH4 4HS+HHS+H2 2O OK K2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2KHCOO=2KHCO3 3(3)(3)合成與分離。合成與分離。設(shè)備：設(shè)備：_。氨的分離：通過氨的分離：通過_將氨液化，然后將液氨將氨液化，然后將液氨分離，分離出來的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機，再送到分離，分離出來的混合氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機，再送到_中繼續(xù)合成。中繼續(xù)合成。合成塔合成塔冷凝器冷凝器合成塔合成塔合成合成【特別提醒【特別提醒】(1)(1)合成氨反應的特點是可逆反應、放熱反應、正反應合成氨反應的特點是可逆反應、放熱反應、正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應。是氣體物質(zhì)的量減小的反應。(2)(2)合成氨反應條件選擇的標準是反應速率快、轉(zhuǎn)化率合成氨反應條件選擇的標準是反應速率快、轉(zhuǎn)化率高、催化劑的催化活性高。高、催化劑的催化活性高。(3)(3)氨的工業(yè)合成常采用循環(huán)操作以降低工業(yè)成本。氨的工業(yè)合成常采用循環(huán)操作以降低工業(yè)成本。(4)(4)制得的制得的N N2 2、H H2 2需要凈化，清除雜質(zhì)，以防止催化劑需要凈化，清除雜質(zhì)，以防止催化劑“中毒中毒”?！镜漕}技法歸納【典題技法歸納】(2014(2014天津高考天津高考) )合成氨是人類科學技術(shù)上的一項重合成氨是人類科學技術(shù)上的一項重大突破，其反應原理為大突破，其反應原理為N N2 2（g g）+3H+3H2 2（g g） 2NH2NH3 3（g g） H=-92.4 kJ=-92.4 kJmolmol-1-1 一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下：一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下：(1)(1)天然氣中的天然氣中的H H2 2S S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NHNH4 4HSHS。一定條件下向一定條件下向NHNH4 4HSHS溶液中通入空氣，溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使得到單質(zhì)硫并使吸收液再生吸收液再生，寫出再生反應的化學方程式：，寫出再生反應的化學方程式：_。(2)(2)步驟步驟中制氫氣原理如下：中制氫氣原理如下：CHCH4 4(g)+H(g)+H2 2O(g) CO(g)+3HO(g) CO(g)+3H2 2(g)(g) H=+206.4 kJmol=+206.4 kJmol-1-1CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) (g) H=-41.2 kJmol=-41.2 kJmol-1-1對于反應對于反應，一定可以提高平衡體系中，一定可以提高平衡體系中H H2 2百分含量，百分含量，又能加快反應速率的措施是又能加快反應速率的措施是_。a.a.升高溫度升高溫度b.b.增大水蒸氣濃度增大水蒸氣濃度c.c.加入催化劑加入催化劑 d.d.降低壓強降低壓強利用反應利用反應，將，將COCO進一步轉(zhuǎn)化，可提高進一步轉(zhuǎn)化，可提高H H2 2產(chǎn)量。若產(chǎn)量。若1 mol CO1 mol CO和和H H2 2的混合氣體的混合氣體(CO(CO的體積分數(shù)為的體積分數(shù)為20%)20%)與與H H2 2O O反應，得到反應，得到1.18 mol CO1.18 mol CO、COCO2 2和和H H2 2的混合氣體，則的混合氣體，則COCO轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為_。(3)(3)圖圖1 1表示表示500500、60.0 MPa60.0 MPa條件下，原料氣投料比與條件下，原料氣投料比與平衡時平衡時NHNH3 3體積分數(shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中體積分數(shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a a點數(shù)據(jù)計算點數(shù)據(jù)計算N N2 2的平衡體積分數(shù)：的平衡體積分數(shù)：_。(4)(4)依據(jù)溫度對合成氨反應的影響，在圖依據(jù)溫度對合成氨反應的影響，在圖2 2坐標系中，坐標系中，畫出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，畫出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，隨溫度不斷升高，隨溫度不斷升高，NHNH3 3物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。(5)(5)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是的主要步驟是( (填序號填序號)_)_，簡述本流程中提，簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：_?！镜漕}剖析【典題剖析】關(guān)鍵信息關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息分析與遷移信息信息該反應是氣體分子數(shù)減少的放熱反應該反應是氣體分子數(shù)減少的放熱反應信息信息流程分流程分6 6個階段，第個階段，第階段是循環(huán)利用階段是循環(huán)利用信息信息說明說明NHNH4 4HSHS被空氣中的氧氣氧化為被空氣中的氧氣氧化為S S，同時，同時生成氨水生成氨水信息信息該反應是氣體分子數(shù)增加的吸熱反應該反應是氣體分子數(shù)增加的吸熱反應信息信息該反應是氣體分子數(shù)不變的放熱反應該反應是氣體分子數(shù)不變的放熱反應信息信息當當N N2 2和和H H2 2的物質(zhì)的量之比是的物質(zhì)的量之比是1313時，時，NHNH3 3的的平衡體積分數(shù)最大平衡體積分數(shù)最大【解析【解析】(1)O(1)O2 2把把NHNH4 4HSHS氧化成氧化成S S，可得化學方程式為，可得化學方程式為2NH2NH4 4HS+OHS+O2 2=2NH=2NH3 3H H2 2O+2SO+2S。(2)a(2)a項，反應項，反應為吸熱反應，升高溫度，速率加快，為吸熱反應，升高溫度，速率加快，平衡正向移動，則氫氣含量增加，正確；平衡正向移動，則氫氣含量增加，正確；b b項，增大水項，增大水蒸氣的濃度，氫氣的百分含量減少，錯誤；蒸氣的濃度，氫氣的百分含量減少，錯誤；c c項，加入項，加入催化劑，氫氣的含量不變，錯誤；催化劑，氫氣的含量不變，錯誤；d d項，降低壓強，反項，降低壓強，反應速率減小，錯誤。應速率減小，錯誤。設(shè)設(shè)COCO的轉(zhuǎn)化量為的轉(zhuǎn)化量為xmolxmol，則，則CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)起始量起始量(mol)(mol)0.20.2 0 0 0.8 0.8轉(zhuǎn)化量轉(zhuǎn)化量(mol)(mol)x x x x x x平衡量平衡量(mol)(mol)0.2-x0.2-x x x 0.8+x 0.8+x所以所以1 mol+xmol1 mol+xmol=1.18 mol=1.18 mol，解得：，解得：x=0.18x=0.18，所以，所以COCO的的轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為(0.18 mol(0.18 mol0.2 mol)0.2 mol)100%=90%100%=90%。(3)(3)根據(jù)圖根據(jù)圖1 1可知可知H H2 2與與N N2 2的投料比為的投料比為3 3，平衡時，平衡時NHNH3 3體積體積分數(shù)為分數(shù)為42%42%，設(shè)，設(shè)N N2 2物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為amolamol，H H2 2物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為3amol3amol，N N2 2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x x，由三段式計算可得：，由三段式計算可得：2x2x(4a-2x)(4a-2x)100%=42%100%=42%，解得，解得x=0.592ax=0.592a，則，則N N2 2的平的平衡體積分數(shù)衡體積分數(shù)=(a-0.592a)=(a-0.592a)(4a-2(4a-20.592a)0.592a)100%100%=14.5%=14.5%。(4)(4)較低溫度下，較低溫度下，N N2 2與與H H2 2不反應，達到一定溫度后，隨不反應，達到一定溫度后，隨著反應的進行，著反應的進行，NHNH3 3的物質(zhì)的量逐漸增大，當反應平衡的物質(zhì)的量逐漸增大，當反應平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，后，升高溫度，平衡逆向移動，NHNH3 3的物質(zhì)的量逐漸減的物質(zhì)的量逐漸減小，可畫出圖象。小，可畫出圖象。(5)(5)步驟步驟為熱交換，使合成氨放出的熱量得到充分利為熱交換，使合成氨放出的熱量得到充分利用；對原料氣加壓，使平衡向正反應方向移動，分離用；對原料氣加壓，使平衡向正反應方向移動，分離液氨，減少生成物濃度，未反應的液氨，減少生成物濃度，未反應的N N2 2、H H2 2循環(huán)使用等循環(huán)使用等措施可提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率。措施可提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率。答案答案：(1)2NH(1)2NH4 4HS+OHS+O2 2=2NH=2NH3 3H H2 2O+2SO+2S(2)a(2)a90%90%(3)14.5%(3)14.5%(4)(4)(5)(5)對原料氣加壓；分離液氨后，未反應的對原料氣加壓；分離液氨后，未反應的N N2 2、H H2 2循環(huán)使用循環(huán)使用【歸納總結(jié)【歸納總結(jié)】合成氨工業(yè)原理合成氨工業(yè)原理1.1.條件的選擇：條件的選擇：要考慮實際生產(chǎn)中的動力、材料、設(shè)備等因素，以取要考慮實際生產(chǎn)中的動力、材料、設(shè)備等因素，以取得最佳經(jīng)濟效益。得最佳經(jīng)濟效益。(1)(1)壓強。壓強。(2)(2)溫度。溫度。(3)(3)催化劑。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，使用催化劑可加快化學反應速率，但不影響化學平衡，所以采用鐵觸媒為催化劑。所以采用鐵觸媒為催化劑。(4)(4)循環(huán)操作。循環(huán)操作。合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作?；旌蠚怏w通過合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作?；旌蠚怏w通過冷凝器，使氨液化，將氨分離出來，并將沒有反應的冷凝器，使氨液化，將氨分離出來，并將沒有反應的N N2 2和和H H2 2經(jīng)過循環(huán)壓縮機，再送入合成塔，使其被充分經(jīng)過循環(huán)壓縮機，再送入合成塔，使其被充分利用。利用。2.“2.“三廢三廢”處理：處理：(1)(1)廢渣：主要是煤渣和炭黑，可用作肥料的原料和建廢渣：主要是煤渣和炭黑，可用作肥料的原料和建筑材料。筑材料。(2)(2)廢氣：主要是廢氣：主要是H H2 2S S、SOSO2 2和和COCO2 2等氣體，可用直接氧化等氣體，可用直接氧化法、循環(huán)法等回收技術(shù)處理，法、循環(huán)法等回收技術(shù)處理，COCO2 2可作為生成尿素和碳可作為生成尿素和碳銨的原料。銨的原料。(3)(3)廢液：主要是含氰化物和氨的污水。處理含氰化物廢液：主要是含氰化物和氨的污水。處理含氰化物污水主要有生化、化學沉淀、反吹回爐等方法。處理污水主要有生化、化學沉淀、反吹回爐等方法。處理含氨廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法。含氨廢水可用蒸餾回收和離子交換等方法?！靖呖寄M精練【高考模擬精練】1.(20161.(2016中山模擬中山模擬) )將將N N2 2和和H H2 2在一定條件下反應，通在一定條件下反應，通過一定方法制得純凈的過一定方法制得純凈的NHNH3 3，將所得，將所得NHNH3 3和足量的和足量的O O2 2通過通過裝置中的催化劑，發(fā)生氨的催化氧化反應。請根據(jù)你裝置中的催化劑，發(fā)生氨的催化氧化反應。請根據(jù)你已學知識，回答下列問題：已學知識，回答下列問題：(1)(1)工業(yè)合成工業(yè)合成NHNH3 3時，在有催化劑的條件下，選用了時，在有催化劑的條件下，選用了101030 MPa30 MPa、500500這一條件，選用這一條件，選用500500的原因是的原因是_。增大壓強有利于增大壓強有利于N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3這一反應平衡正這一反應平衡正向移動，為何不采用更大的壓強？向移動，為何不采用更大的壓強？_。(2)(2)如圖所示是如圖所示是NHNH3 3和和O O2 2通入含催化劑的裝置，發(fā)生反通入含催化劑的裝置，發(fā)生反應，從應，從A A處導出的氣體成分是處導出的氣體成分是_。假設(shè)該實驗制得純凈的假設(shè)該實驗制得純凈的NONO氣體，則應氣體，則應_，使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為使這些氣體完全轉(zhuǎn)化為HNOHNO3 3。(3)(3)若該實驗結(jié)束時，有剩余尾氣若該實驗結(jié)束時，有剩余尾氣NONO和和NONO2 2，為防止污，為防止污染空氣，將其通入染空氣，將其通入NaOHNaOH溶液，能恰好反應生成溶液，能恰好反應生成NaNONaNO2 2，則尾氣中則尾氣中NONO和和NONO2 2的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為_，該反，該反應中氧化劑為應中氧化劑為_，還原產(chǎn)物為，還原產(chǎn)物為_?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)選用選用500500這一條件要從反應速率、催化這一條件要從反應速率、催化劑活性和原料的轉(zhuǎn)化率的角度來考慮，該溫度下，原劑活性和原料的轉(zhuǎn)化率的角度來考慮，該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強，反應速率快；雖料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強，反應速率快；雖然增大壓強有利于該反應平衡正向移動，但壓強越大，然增大壓強有利于該反應平衡正向移動，但壓強越大，對制備裝置的要求越高，能耗也越大，會大幅度增加對制備裝置的要求越高，能耗也越大，會大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強。工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強。(2)(2)回答從回答從A A處導出的氣體成分時，容易因考慮不全處導出的氣體成分時，容易因考慮不全面，錯答為面，錯答為NHNH3 3、O O2 2、NONO，這是因為忽視，這是因為忽視NONO和和O O2 2之間之間的反應，而漏掉了的反應，而漏掉了NONO2 2的存在，又因為只要有的存在，又因為只要有NONO2 2，則一定存在則一定存在2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4，故從，故從A A處導出的氣體是處導出的氣體是NHNH3 3、O O2 2、NONO、NONO2 2、N N2 2O O4 4的混合氣體。若想使的混合氣體。若想使NONO完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為HNOHNO3 3，則必須通入足量，則必須通入足量O O2 2，在水中使之發(fā)生反應生成，在水中使之發(fā)生反應生成HNOHNO3 3。(3)(3)尾氣和尾氣和NaOHNaOH恰好反應生成恰好反應生成NaNONaNO2 2，由，由NO+NONO+NO2 2+2NaOH+2NaOH=2NaNO=2NaNO2 2+H+H2 2O O可知，尾氣中可知，尾氣中NONO和和NONO2 2物質(zhì)的量相同，物質(zhì)的量相同，NONO2 2作氧化劑，作氧化劑，NaNONaNO2 2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。答案：答案：(1)(1)該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性該溫度下，原料轉(zhuǎn)化率較高，且催化劑活性最強，反應速率快壓強越大對制備裝置的要求越高，最強，反應速率快壓強越大對制備裝置的要求越高，能耗也越大，會大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更能耗也越大，會大幅度增加工業(yè)成本，因此不采用更大的壓強大的壓強(2)NH(2)NH3 3、O O2 2、NONO、NONO2 2、N N2 2O O4 4的混合氣體將的混合氣體將NONO與足量與足量的的O O2 2一起通入水中一起通入水中(3)11(3)11NONO2 2NaNONaNO2 22.(20162.(2016沈陽模擬沈陽模擬) )制取硝酸銨的流程圖如下：制取硝酸銨的流程圖如下：請回答下列問題：請回答下列問題：(1)(1)合成氨原料的來源：合成氨原料的來源：_。(2)(2)已知已知N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) H=-92.4 kJ=-92.4 kJmolmol-1-1。為有效提高氨的產(chǎn)率，實際生產(chǎn)中宜采取的措施是為有效提高氨的產(chǎn)率，實際生產(chǎn)中宜采取的措施是_。(3)(3)氨催化氧化的化學方程式為氨催化氧化的化學方程式為_；Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)的作用為合金網(wǎng)的作用為_，Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)未預熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是合金網(wǎng)未預熱也呈紅熱狀態(tài)的原因是_。(4)(4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物，生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對大氣的污染？如何消除它們對大氣的污染？_。寫出有關(guān)化學反應方程式：寫出有關(guān)化學反應方程式：_。(5)(5)硝酸銨的兩種主要用途是硝酸銨的兩種主要用途是_。(6)(6)在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均相對分在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均相對分子質(zhì)量為子質(zhì)量為8.58.5的的H H2 2和和N N2 2混合，當該反應達到平衡時，混合，當該反應達到平衡時，測出平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量為測出平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量為1010，試求此，試求此時時N N2 2的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中的轉(zhuǎn)化率和平衡混合氣體中NHNH3 3的體積分數(shù)的體積分數(shù)_、_。【解析【解析】(1)(1)氮氣的來源是空氣，而氫氣來源于燃料氮氣的來源是空氣，而氫氣來源于燃料( (煤、石油產(chǎn)品等煤、石油產(chǎn)品等) )與水反應的產(chǎn)物。與水反應的產(chǎn)物。(2)(2)為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、及時分離出氨為提高合成氨的產(chǎn)率，可采取增壓、及時分離出氨等措施。等措施。(3)(3)氨的催化氧化反應為放熱反應，故氨的催化氧化反應為放熱反應，故Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)雖合金網(wǎng)雖未預熱也呈紅熱狀態(tài)。未預熱也呈紅熱狀態(tài)。(4)(4)氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。(5)(5)硝酸銨可以作化肥，也可以用于制炸藥等。硝酸銨可以作化肥，也可以用于制炸藥等。(6)(6)根據(jù)根據(jù)“十字交叉法十字交叉法”可得：可得： 則則n(Nn(N2 2)n(H)n(H2 2)=6.519.5=13)=6.519.5=13。設(shè)反應前混合氣體。設(shè)反應前混合氣體的總物質(zhì)的量為的總物質(zhì)的量為4 mol4 mol，平均相對分子質(zhì)量與氣體的，平均相對分子質(zhì)量與氣體的總物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應后氣體的總物質(zhì)的量為總物質(zhì)的量成反比，設(shè)反應后氣體的總物質(zhì)的量為xmolxmol，則有，則有 x=3.4x=3.4，反應前后氣體的物質(zhì)的，反應前后氣體的物質(zhì)的量差值為量差值為0.6 mol0.6 mol，設(shè)反應消耗，設(shè)反應消耗N N2 2的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為ymolymol，生成氨的物質(zhì)的量為生成氨的物質(zhì)的量為zmolzmol，則有：，則有：8.5x104，N N2 2+ +3H3H2 2 2NH 2NH3 3物質(zhì)的量之差物質(zhì)的量之差1 1 2 2 2 2ymolymol zmol zmol 0.6 mol 0.6 moly=0.3y=0.3，z=0.6z=0.6，N N2 2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為 100%=30%100%=30%；氨的體積分數(shù)為氨的體積分數(shù)為 100%17.6%100%17.6%。0.3 mol1 mol0.6 mol3.4 mol答案：答案：(1)N(1)N2 2來源于空氣，來源于空氣，H H2 2可來源于水煤氣可來源于水煤氣(2)(2)增壓、及時分離出氨等增壓、及時分離出氨等(3)4NH(3)4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H 4NO+6H2 2O O作催化劑氨的催化氧作催化劑氨的催化氧化反應是放熱反應，可使化反應是放熱反應，可使Pt-RhPt-Rh合金網(wǎng)達到一定溫度呈合金網(wǎng)達到一定溫度呈紅熱狀態(tài)紅熱狀態(tài)催化劑催化劑(4)(4)可用堿溶液吸收氮的氧化物可用堿溶液吸收氮的氧化物NO+NONO+NO2 2+2NaOH=2NaNO+2NaOH=2NaNO2 2+H+H2 2O O(5)(5)可用于制造化肥和炸藥可用于制造化肥和炸藥(6)30%(6)30%17.6%17.6%【加固訓練【加固訓練】1.1.利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：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：依據(jù)上述流程，完成下列填空：(1)(1)天然氣脫硫時的化學方程式是天然氣脫硫時的化學方程式是_。(2)nmol CH(2)nmol CH4 4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9n molCO 0.9n mol，產(chǎn)生，產(chǎn)生H H2 2_mol(_mol(用含用含n n的代數(shù)式表示的代數(shù)式表示) )。(3)K(3)K2 2COCO3 3(aq)(aq)和和COCO2 2反應在加壓下進行，加壓的理論依反應在加壓下進行，加壓的理論依據(jù)是據(jù)是_。A.A.相似相溶原理相似相溶原理B.B.勒夏特列原理勒夏特列原理C.C.酸堿中和原理酸堿中和原理(4)(4)由由KHCOKHCO3 3分解得到的分解得到的COCO2 2可以用于可以用于_( (寫出寫出COCO2 2的一種重要用途的一種重要用途) )。(5)(5)整個流程有三處循環(huán)，一是整個流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH)Fe(OH)3 3循環(huán)，二是循環(huán)，二是K K2 2COCO3 3(aq)(aq)循環(huán)，請在上述流程圖中標出第三處循環(huán)循環(huán)，請在上述流程圖中標出第三處循環(huán)( (循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì)) )?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)流程圖中已給出反應物是流程圖中已給出反應物是H H2 2S S和和Fe(OH)Fe(OH)3 3，生成物是生成物是FeFe2 2S S3 3和和H H2 2O O，CHCH4 4沒有參與反應，寫出方程式?jīng)]有參與反應，寫出方程式再配平即可。再配平即可。(2)(2)寫出此反應的方程式：寫出此反應的方程式：CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2，可以，可以看出產(chǎn)生看出產(chǎn)生H H2 2應為應為3 30.9n mol=2.7n mol0.9n mol=2.7n mol。高溫高溫催化劑催化劑=(3)CO(3)CO2 2為氣體，加壓有利于平衡右移，利用的是勒夏為氣體，加壓有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。特列原理。(4)(4)此題考查了學生對此題考查了學生對COCO2 2用途的記憶，任寫一種用途用途的記憶，任寫一種用途即可。即可。(5)(5)合成氨反應是可逆反應，合成氨反應是可逆反應，H H2 2和和N N2 2的轉(zhuǎn)化率低，必須的轉(zhuǎn)化率低，必須循環(huán)利用。循環(huán)利用。答案答案：(1)3H(1)3H2 2S+2Fe(OH)S+2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2S S3 3+6H+6H2 2O O(2)2.7n(2)2.7n(3)B(3)B(4)(4)生產(chǎn)純堿生產(chǎn)純堿( (或作致冷劑等，其他合理答案也可以或作致冷劑等，其他合理答案也可以) )(5)(5)2.2.合成氨是合成氨是“將空氣變成面包將空氣變成面包”的反應，合成氨工業(yè)的反應，合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。下圖是合成氨的簡要流在國民經(jīng)濟中占有重要地位。下圖是合成氨的簡要流程圖：程圖：.原料氣的制備原料氣的制備(1)(1)合成氨所需氮氣來自空氣，方法之一是將空氣液化合成氨所需氮氣來自空氣，方法之一是將空氣液化后再加熱分離；請另設(shè)計一種從空氣中分離出氮氣的后再加熱分離；請另設(shè)計一種從空氣中分離出氮氣的方法：方法：_。(2)(2)請寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法請寫出工業(yè)上獲得氫氣的一種方法( (用化學方程式用化學方程式表示表示) )：_。.原料氣的凈化原料氣的凈化為了防止催化劑為了防止催化劑“中毒中毒”，原料氣在進入壓縮機之前，原料氣在進入壓縮機之前必須經(jīng)過凈化、精制處理，必須經(jīng)過凈化、精制處理，“精制精制”過程通常是將含過程通常是將含有少量有少量COCO、COCO2 2、O O2 2和和H H2 2S S等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨等雜質(zhì)的原料氣體通入含有氨水的醋酸亞銅二氨水的醋酸亞銅二氨(CH(CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2)溶液，溶液，以獲得純凈的原料氣。其中，吸收以獲得純凈的原料氣。其中，吸收COCO的反應為的反應為CO+CHCO+CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2+NH+NH3 3H H2 2O O CH CH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )3 3CO+HCO+H2 2O(l) O(l) H00。(3)(3)為提高為提高COCO的吸收率，可采取的有效措施是的吸收率，可采取的有效措施是_。(4)(4)除去氧氣時，氧氣將除去氧氣時，氧氣將CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 氧化為氧化為(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 ，則反應中還原劑與氧化劑的物，則反應中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是質(zhì)的量之比是_。.氨的合成氨的合成(5)(5)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是釋的是_(_(填序號填序號) )。A.A.采用較高的壓強采用較高的壓強(20(2050 MPa50 MPa) )B.B.采用采用500500的高溫的高溫C.C.用鐵觸媒作催化劑用鐵觸媒作催化劑D.D.將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，N N2 2和和H H2 2循環(huán)到合成塔中并補充循環(huán)到合成塔中并補充N N2 2和和H H2 2【解析【解析】.空氣的主要成分為氧氣和氮氣，設(shè)法除去空氣的主要成分為氧氣和氮氣，設(shè)法除去氧氣后即可得到氮氣。氧氣后即可得到氮氣。.該反應是一個氣體體積減小的放熱反應，根據(jù)平衡該反應是一個氣體體積減小的放熱反應，根據(jù)平衡移動原理，增大壓強、降低溫度都有利于平衡正向移移動原理，增大壓強、降低溫度都有利于平衡正向移動，提高動，提高COCO的轉(zhuǎn)化率。氧氣將的轉(zhuǎn)化率。氧氣將CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 氧氧化為化為(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 時，銅元素的化合價由時，銅元素的化合價由+1+1價價升高到升高到+2+2價，價，CHCH3 3COOCu(NHCOOCu(NH3 3) )2 2 是還原劑，是還原劑，O O2 2是氧化劑，是氧化劑，根據(jù)電子得失守恒原理，可知二者的物質(zhì)的量之比是根據(jù)電子得失守恒原理，可知二者的物質(zhì)的量之比是4141。.合成氨反應是一個氣體體積減小的放熱反應，增大合成氨反應是一個氣體體積減小的放熱反應，增大壓強、降低溫度、增大反應物濃度或減小生成物濃度壓強、降低溫度、增大反應物濃度或減小生成物濃度等措施都可以使平衡正向移動。實際操作中，采用等措施都可以使平衡正向移動。實際操作中，采用500500的高溫，是考慮催化劑的催化效率，兼顧平衡轉(zhuǎn)的高溫，是考慮催化劑的催化效率，兼顧平衡轉(zhuǎn)化率和反應速率的結(jié)果。催化劑能同等程度改變反應化率和反應速率的結(jié)果。催化劑能同等程度改變反應速率，不能使平衡發(fā)生移動。速率，不能使平衡發(fā)生移動。答案：答案：(1)(1)將空氣與碳作用生成將空氣與碳作用生成COCO2 2，除去，除去COCO2 2即可得到即可得到氮氣氮氣( (其他合理答案也可其他合理答案也可) )(2)C+H(2)C+H2 2O CO+HO CO+H2 2( (或或CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2或其他合理或其他合理答案答案) )(3)(3)降低溫度、增大壓強降低溫度、增大壓強(4)41(4)41(5)A(5)A、D D高溫高溫=高溫高溫催化劑催化劑=考點三考點三 純堿的生產(chǎn)純堿的生產(chǎn)【核心知識通關(guān)【核心知識通關(guān)】1.1.氨堿法氨堿法( (索爾維制堿法索爾維制堿法) )：(1)(1)原料：原料：_。食鹽、氨、二氧化碳食鹽、氨、二氧化碳(2)(2)反應原理。反應原理。第一步：生成碳酸氫鈉和氯化銨第一步：生成碳酸氫鈉和氯化銨_。_。第二步：制取碳酸鈉第二步：制取碳酸鈉_。NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3NHNH4 4HCOHCO3 3+NaCl=NaHCO+NaCl=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OO=2.2.聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法( (侯氏制堿法侯氏制堿法) )：聯(lián)合制堿法即將聯(lián)合制堿法即將_和和_聯(lián)合生產(chǎn)的改進工聯(lián)合生產(chǎn)的改進工藝。藝。反應原理：反應原理：第一步：第一步：_。第二步：第二步：_。氨堿法氨堿法合成氨合成氨NaCl+CONaCl+CO2 2+NH+NH3 3+H+H2 2O=NaHCOO=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+ CO+ CO2 2+H+H2 2OO=【典題技法歸納【典題技法歸納】(2016(2016唐山模擬唐山模擬) )純堿純堿( (化學式為化學式為NaNa2 2COCO3 3) )是一種重要是一種重要的化工原料?，F(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝：的化工原料。現(xiàn)代化工生產(chǎn)有三種工藝：.路布蘭制堿法。以食鹽為原料制堿，該法分三步：路布蘭制堿法。以食鹽為原料制堿，該法分三步：用氯化鈉與硫酸反應制硫酸鈉：用氯化鈉與硫酸反應制硫酸鈉：2NaCl+H2NaCl+H2 2SOSO4 4 Na Na2 2SOSO4 4+2HCl+2HCl；=用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：NaNa2 2SOSO4 4+4C Na+4C Na2 2S+4COS+4CO；用硫化鈉與石灰石反應制碳酸鈉：用硫化鈉與石灰石反應制碳酸鈉：NaNa2 2S+CaCOS+CaCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CaS+CaS。高溫高溫=高溫高溫=.氨堿法即索爾維制堿法。以食鹽、氨、二氧化碳為氨堿法即索爾維制堿法。以食鹽、氨、二氧化碳為原料，其反應也分三步進行：原料，其反應也分三步進行：NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NHO=NH4 4HCOHCO3 3；NHNH4 4HCOHCO3 3+NaCl=NaHCO+NaCl=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl；2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OO。=.侯氏制堿法。低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，侯氏制堿法。低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細鹽末，因再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細鹽末，因同離子效應，低溫氯化銨溶解度降低，而食鹽的溶解同離子效應，低溫氯化銨溶解度降低，而食鹽的溶解度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨飽和后通二氧化碳，結(jié)果反復析出飽和后通二氧化碳，結(jié)果反復析出NaHCONaHCO3 3和和NHNH4 4ClCl。該。該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量優(yōu)良，純白如雪。法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量優(yōu)良，純白如雪。(1)(1)通