高三化学复习二十二 化学与工业.docx

1、1 高三化学复习二十二高三化学复习二十二 化学与工业化学与工业 【知识目标】【知识目标】 学习内容 学习水平 有机化工 石油化工 知道 煤化工 知道 无机化工 纯碱工业 运用 硫酸工业 运用 合成氨 运用 溴与碘的提取 理解 知识点知识点 1 1、有机化工、有机化工 知知 识识 梳梳 理理 石油组成 基本元素：C 和 H，少量 S、O、N，主要成分：烷烃、环烷烃和芳香烃， 物理状态：大部分是液态烃，溶有少量气态烃和固态烃。 石 油 化 工 方法 原理 目的 主要产品 分馏分馏 利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点 范围的蒸馏产物 得到不同沸 点范围的蒸 馏产品 石油气（石油气（C C4 4以下）

2、以下） 汽油（汽油（C C5 5CC1111） 煤油、柴油、重油煤油、柴油、重油 裂化裂化 在一定条件下，把分子量大、沸点高的 烃断裂为分子量小，沸点低的烃 提高汽油的 产量 汽油汽油 裂解裂解 （深度裂化）（深度裂化） 在高温下，把长链分子的烃断裂为各种 短链的气态烃和液态烃 获得短链不 饱和烃 裂解气（乙烯、丙裂解气（乙烯、丙 烯、丁二烯等）烯、丁二烯等） 煤的组成 是多种有机物和无机物所组成的复杂的混合物。 煤 化 工 气化 煤在氧气不足情况下部分氧化。产物：煤气（H2、CH4、CO 等气体物质） 液化 煤粉催化加氢。产物：人造石油 干馏干馏 把煤隔绝空气加强热使它分解。 产物：焦炭、煤

3、焦油（含苯等芳烃） 、粗氨水、焦炉气（含焦炭、煤焦油（含苯等芳烃） 、粗氨水、焦炉气（含 H H2 2、CHCH4 4等）等） 【例 1】近年来受中东战乱以及世界金融危机的影响，世界油价波动变化很大，下列物质受 石油价格影响最小的是 A聚乙烯 B煤气 C煤油 D石蜡 【例 2】下列过程不发生化学变化的是 A裂解 B裂化 C分馏 D干馏 【例 3】右图是石油分馏设备示意图，关于此装置说法正确的是 A石油的分馏是利用物质的化学性质进行分离 B收集装置中每次收集到的馏分是纯净物 C馏分式量相对大小为：McMbMa D分馏塔中由上至下温度逐渐升高 2 【例 4】石油裂解的目的是为了 A提高轻质液体燃料

4、的产量 B主要提高汽油的产量 C获得短链不饱和烃 D改善汽油的质量 【例 5】右图是石蜡的催化裂化装置，下列说法正确的是 Aa 中石蜡分解为 CO2和 H2O Bb 中收集到的是汽油 Cb 中进行水浴加热，以促使气体更多地逸出 Dc 中溴水将会褪色，但无分层现象 【例 6】被称为“工业的血液”的是 A石油 B汽油 C煤油 D柴油 【例 7】通常用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志是 A石油的产量 B乙烯的产量 C汽油的产量 D硫酸的产量 【例 8】大量获得乙烯的工业方法是 A乙醇脱水 B石油分离 C石油裂化 D石油裂解 【例 9】下列关于石油的说法正确的是 A石油属于可再生矿物能源 B石油主

5、要含有碳、氢两种元素 C石油裂化属于物理变化 D石油分馏属于化学变化 【例 10】下列物质有固定沸点的是 A汽油 B甲苯 C石蜡 D煤 【例 11】下列说法正确的是 A. 煤的干馏是物理变化 B. 石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油 C. 石油分馏能得到不同沸点范围的产物 D. 石油裂化主要得到的是乙烯、丙烯等 【例 12】下列说法错误的是 A石油中含有 C5C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 B含 C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物 D煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 知识点知识点 2 2、无机化工无机化工

6、 知知 识识 梳梳 理理 化工生产的基本原则： 一个生产工艺的实现，涉及许多问题，如化学反应原理化学反应原理，原料选择原料选择，设备结构，工艺设备结构，工艺 流程，环境保护以及综合经济效益流程，环境保护以及综合经济效益。一般而言，应遵循“多、快、好、省”的原则。 “多多” 是指原料的利用率或产物的产率高， 一般可以从平衡移动角度选择适宜的条件。 “快快”是指反应速率快，一般可以从化学反应速率角度选则适宜的条件。 “好好”是指 对环境友好，生产过程体现绿色化学的原则，有效利用资源，消除废物和避免使用有 毒的和危险的试剂，从源头上防止污染的产生。 “省省”是指在选择原料、设备、工艺 方面应考虑降低

7、生产成本，充分利用原料与能量。 石蜡 氧化铝 水 溴水 a b c 3 化工生产化工生产=化学反应原理化学反应原理+化学实验化学实验+化工技术化工技术 知识点知识点 3 3、溴与碘的提取溴与碘的提取 知知 识识 梳梳 理理 海水 提溴 物性 综述 深红棕深红棕色、刺激性气味的有腐蚀性的液体，易挥发，能溶于水，易 溶于有机溶剂。 溴在不同溶剂中的颜色： 溶剂 水（较稀） 水（较浓） 苯/CCl4 颜色 黄色黄色 红色 橙红色橙红色 提溴 过程 反应原理反应原理 2Br + Cl 2 Br2 + 2Cl 提取方法提取方法 1、原料：晒盐后的卤水卤水 2、氧化后，通入热空气或高温水蒸气热空气或高温水

8、蒸气，使溴挥发，冷凝后 得到粗溴，再进行精制得到高纯度的溴 海带 提碘 物性 综述 紫黑色紫黑色具有光泽的固体， 几乎不溶于水，易溶于有机溶剂， 易升华升华， 能使淀粉溶液变蓝变蓝。 碘在不同溶剂中的颜色： 溶剂 水 酒精 苯/CCl4 颜色 棕黄色棕黄色 深棕色 紫红色紫红色 提碘 过程 反应原理反应原理 2I + Cl 2 I2 + 2Cl 提取方法提取方法 1、原料：海带、海藻海带、海藻等 2、步骤：灼烧浸泡过滤氧化萃取分液提取 溴与碘在海水中含量很少，因此提取过程一般需要经过浓缩、氧化、提取浓缩、氧化、提取三个步骤。 【例 1】有关海水提溴和海带提碘的叙述错误的是 A都需经过浓缩、氧化

9、、提取 B海水提溴的浓缩原理是蒸发 C氧化步骤都可通入氯气来实现 D提取步骤都可用四氯化碳萃取 【例 2】实验室从干海带中提取碘的操作过程中，仪器选用错误的是 A称取一定质量的干海带电子天平 B灼烧干海带至完全变成灰烬蒸发皿 C过滤海带灰水混合物漏斗 D在海带灰浸取液中加入适量氯水后，用四氯化碳提取碘分液漏斗 【例 3】工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如下： 基本操作 元素化合物知 识、化学平衡 原料：是否再生 价格 过程：循环利用 反应速率 转化率 能源：利用率 节约能源 环保：废气废水的处理 4 已知：3Br23CO3 2-5BrBrO 3 3CO2。 (1)反应釜 1 中发生反应的

10、离子方程式为_。 (2)中通入热空气的目的是_；上述流程中，步骤 的目的是 _。 (3)在实验室中完成操作 时，常用的仪器除了酒精灯、锥形瓶、温度计、接收器、接液 管、石棉网及必要的夹持仪器，还需要的玻璃仪器有_、_。 (4)蒸馏后废液为 Na2SO4溶液，从该溶液中提取芒硝（Na2SO4.10H2O）的实验操作依次是 _。 (5)检验 Na2CO3吸收 Br2后的溶液中是否含有 CO3 2-。请设计相关实验方案。 可供选择的试剂有：稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水。 _。 知识点知识点 4 4、硫酸工业、硫酸工业 知知 识识 梳梳 理理 硫酸 工业 原料 空气、黄铁矿或硫磺、水空气、黄铁矿或硫磺

11、、水 反应 原理 反应原理反应原理 4FeS2+11O2 高温 2Fe2O3+8SO2 或 S+O2 点燃 SO2 2 SO2 + O2 2 SO3 SO3+ H2O H2SO4 设备 结构 反应 条件 接触室：二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化 硫。该反应在常压下的转化率已达 98%，因此无需加压，温度也以催化 剂 V2O5的活性温度为准，同时使过量的 O2促进化学平衡正向移动。在 装置中部设计有热交换器，利用催化氧化放出的热量来加热原料气，达 到维持反应条件，节约能源的目的。 吸收塔：用 98%的浓硫酸代替水吸收 SO2以避免产生酸雾，尾气中 的 SO2可以循环利用，或用氨水

12、处理得到相应的铵态氮肥。 5 环境 保护 与综 合经 济效 益 （1）环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境，严格治理 “三废” ，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利 用。硫酸厂的“三废”处理方法是： 尾气吸收（氨吸收法） SO2+2NH3+H2O（NH4）2SO3 （NH4）2SO3+H2SO4（NH4）2SO4+SO2+H2O 废水处理（石灰乳中和法） Ca（OH）2+H2SO4CaSO4+2H2O 废渣利用，制砖或制造水泥 （2）能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成 本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能 量的需要，而

13、且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量（供热发电） 。 （3）厂址选择和生产规模。化工厂厂址的选择，涉及原料、水源、能 源、土地供应，市场需求、交通运输和环境保护等因素，应对这些因素 综合考虑，作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输， 因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，应避开人口稠密的居民区 和环境保护要求高的地区。工厂规模大小，主要由硫酸用量的多少来决 定。 【例 1】工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉中导出的炉气，要经过净化的理由是 A为了减少对大气的污染 B防止催化剂中毒 C炉气中含有一些其他有用成分，以便综合利用 D为了制得更纯的硫酸 【例 2】硫酸工业的有关叙述错误的是

14、 A硫铁矿磨成粉末，可加快反应速率 B煅烧硫铁矿时鼓入较大量空气， 可提高原料利用率 C接触室（发生反应：2SO2+O22SO3）使用热交换器，可充分利用能量 D接触室出来的气体被浓硫酸（SO3溶于其中）吸收后，可直接排放到空气中 【例 3】SO2催化氧化过程中，不符合工业生产实际的是 A. 采用热交换器循环利用能量 B. 压强控制为 2050MPa C. 反应温度控制在 450左右 D. 使用 V2O5作催化剂 【例 4】关于硫酸工业中的催化氧化反应，可以用勒夏特列原理解释的是 A通入过量氧气 B选择 V2O5做催化剂 C选择常压条件 D升温至 450左右 【例 5】硫酸工业中，接触室发生催

15、化氧化（2SO2O2SO3）的装置如右图：下列说法 正确的是 Aa 处进入的气体中 SO2过量 B气体的温度 a 处b 处 Ca、b、c 三处气体成分相同 Dd 处出来的气体只含 SO3 催化剂 6 知识点知识点 5 5、合成氨、合成氨 知知 识识 梳梳 理理 合成 氨 原料 氨气与氢气在铁触媒作催化剂作用化合生成氨 反应 原理 工艺 流程 反应 条件 反应 条件 对提高化学 反应速率的 影响 对提高平衡混合 物中氨的体积分 数的影响 合成氨 适宜条件的选择 使用催化 剂 有利 无 一般选用铁触媒 增大压强 有利 有利 压强越高， 对设备、 材料的要求也高。 一般采用 2050MPa 升高温度

16、 有利 不利 适宜温度，考虑催 化剂活性温度范 围， 一般选择500C 左右 【例 1】合成氨生产中，说法正确的是 A使用催化剂，提高原料的利用率 B采用高温、高压工艺提高氨的产率 C产物用水吸收，剩余气体循环利用 D增大反应物浓度，对 正影响更大 【例 2】工业制硫酸和合成氨生产中相同的是 A、原料气全是循环使用 B、都用压缩机压缩原料气 C、用了完全相同的催化剂 D、都用热交换器进行加热 【例 3】对化工生产认识正确的是 A海水提溴：一般需要经过浓缩、氧化、提取三个步骤 B合成氯化氢：通入 H2的量略大于 C12，可以使平衡正移 C合成氨：采用 500的高温，有利于增大反应正向进行的程度

17、D侯德榜制碱法：析出 NaHCO3的母液中加入消石灰，可以循环利用 NH3 7 【例 4】合成氨生产中，说法正确的是 A使用催化剂，提高原料的利用率 B采用高温、高压工艺提高氨的产率 C产物用水吸收，剩余气体循环利用 D增大反应物浓度，对 正影响更大 知识点知识点 6 6、纯碱工业纯碱工业 知知 识识 梳梳 理理 纯碱 工业 定义 纯碱工业制法：氨碱法（索尔维法）和联合制碱法（侯德榜制碱法） 。 纯碱是一种基本化工原料，用于玻璃、搪瓷、炼钢、炼铝及其他有色金 属的冶炼，也用于制皂、造纸、纺织和漂染工业。 反应 原理 将饱和的食盐溶液在冷却后通入足量的氨，然后在加压条件下通入二氧 化碳，即有下列

18、反应发生：NH3+CO2+H2ONH4HCO3 NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl 将析出的碳酸氢钠晶体锻烧，分解得到碳酸钠。 20时，下列物质的溶解度 S/(g/100g 水)）NaCl : 35.9 Na2CO3： 21.5 NaHCO3 ： 9.6 NH4HCO: 21.7 工艺 流程 饱和 食盐 水 通NH3 氨 盐 水 过滤 洗涤 通CO2 沉淀 NaHCO3 滤液 NH4Cl NaCl 煅烧 CO2 (循环使用) Na2CO3产品 合成氨工厂 加NaCl细粉 通NH3 饱和食盐水 (循环使用) 冷却、过滤 洗涤、干燥 NH3 CO2 NH4Cl产品 饱和 食盐 水 通

19、NH3 氨 盐 水 过滤 洗涤 通CO2 沉淀 NaHCO3 滤液 NH4Cl NaCl Ca(OH)2 NH3(循环使用) 废液 CaCl2,NaCl 煅烧 CO2 (循环使用) Na2CO3产品 石灰石 煅烧 CO2 CaOCa(OH)2石灰乳 8 两种 制法 对比 氨碱法的优点是：原料(食盐和石灰石)便宜，成品的纯度高，副产 品氨和部分二氧化碳都可以循环使用， 制造步骤简单， 适合大规模生产。 氨碱法的缺点： 生成了目前还没有多大用途的氯化钙(CaCl2)。 其次， 氨碱法中的另一缺点是食盐的利用率低，只有 70，其余 30都随着 氯化钙溶液被抛弃了，这是一个很大的损失。 侯德榜制碱法的

20、优点：母液里存在氯化铵，冷却结晶出来，制成氮 肥。由于母液的循环使用，大大地提高了食盐的利用率，应用同量的食 盐，能比氨碱法生产出更多量的纯碱。此外，在操作上，在工厂设备上， 也都比氨碱法简单。 大规模联合生产的优越性， 不仅在生产上便于管理， 而且降低了产品纯碱和氮肥的成本。 【例 1】对化工生产认识正确的是 A海水提溴：一般需要经过浓缩、氧化、提取三个步骤 B合成氯化氢：通入 H2的量略大于 C12，可以使平衡正移 C合成氨：采用 500的高温，有利于增大反应正向进行的程度 D侯德榜制碱法：析出 NaHCO3的母液中加入消石灰，可以循环利用 NH3 【例 2】某制碱厂的生产流程示意图如下： 下列分析正确的是 A该制碱法是侯氏制碱法 B反应中包含复分解反应 CX 中只含有 Ca2+和 Cl D理论上，生产过程中无需补充 CO2 【例 3】下列关于实验室模拟侯德榜制碱法的操作正确的是 A将 CO2和 NH3的混合气体同时通入饱和食盐水中 B将析出的 NaHCO3固体过滤后灼烧得到纯碱 C在析出 NaHCO3的母液中加入消石灰以循环利用 NH3 D在析出 NaHCO3的母液中通入 NH3，析出 NH4Cl 固体 NH3 过滤 饱和食盐水 NaHCO3 母液 反应 X Ca(OH)2 CO2 Na2CO3 CO2 反应 NH3 反应