【2017年整理】化学选修2-2知识点.doc

PAGE PAGE 6 化学选修2《化学与技术》 第一单元 走进化学工业 教学重点（难点）： 1、化工生产过程中的基本问题。 2、工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。 3、合成氨的反应原理。合成氨生产的适宜条件。 4、氨碱法的生产原理。复杂盐溶液中固体物质的结晶、分离和提纯。 知识归纳： 1 制硫酸 反应原理 造气：S+O2==SO2 催化氧化：2SO2+O22SO3 吸收：SO3+H2O==H2SO4 98.3%的硫酸吸收。 原料选择 黄铁矿：FeS2 硫磺：S 反应条件 2SO2+O22SO3 放热 可逆反应（低温、高压会提升转化率） 转化率、控制条件的成本、实际可能性。400℃～500℃，常压。 钒触媒：V2O5 三废处理 废气：SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O 废水：酸性，用碱中和 废渣：黄铁矿废渣――炼铁、有色金属；制水泥、制砖。 局部循环：充分利用原料 能量利用 热交换：用反应放出的热预热反应物。 2 制氨气 反应原理 N2+3H22NH3 放热、可逆反应（低温、高压会提升转化率） 反应条件：铁触媒 400～500℃，10MPa～30MPa 生产过程 1、造气：N2:空气（两种方法，(1)液化后蒸发分离出氮气和液氧，沸点N2－196℃，H2－183℃；(2)将氧气燃烧为CO2再除去）。 H2:水合碳氢化合物（生成H2和CO或CO2） 2、净化：避免催化剂中毒。 除H2S：NH3H2O+H2S==NH4HS+H2O 除CO：CO+H2O==CO2+H2 K2CO3+CO2+H2O==2KHCO3 3、氨的合成与分离：混合气在合成塔内合成氨。出来的混合气体中15％为氨气，再进入冷凝器液化氨气，剩余原料气体再送入合成塔。 工业发展 1、原料及原料气的净化。2、催化剂的改进（磁铁矿）3、环境保护 三废处理 废气：H2S－直接氧化法（选择性催化氧化）、循环。 CO2－生产尿素、碳铵。 废液：含氰化物污水－生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等。 含氨污水－蒸馏法回收氨，浓度较低可用离子交换法。 废渣：造气阶段产生氢气原料的废渣。煤渣（用煤），炭黑（重油）。 3 制纯碱 氨碱法 （索尔维） 1、CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中 NH3+CO2+H2O==NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl 2、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑ 缺点：CO2来自CaCO3，CaO－Ca(OH)2－2NH3+CaCl2+2H2O CaCl2的处理成为问题。和NaCl中的Cl－没有充分利用，只有70％。CaCO3的利用不够充分。 联合法 （侯德榜） 与氨气生产联合起来： NH3、CO2都来自于合成氨工艺；这样NH4Cl就成为另一产品化肥。综合利用原料、降低成本、减少环境污染，NaCl利用率达96％。 资料： 一、硫酸的用途 硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。它的应用范围日益扩大，需要数量日益增加。硫酸作用如下：1、为农业生产服务(1)肥料的生产。 硫酸铵（俗称硫铵或肥田粉）：2NH3 + H2SO4＝(NH4)2SO4； 和过磷酸钙（俗称过磷酸石灰或普钙）：Ca3(PO4)2 + 2H2SO4＝Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4； (2)农药的生产。 如硫酸铜、硫酸锌可作植物的杀菌剂，硫酸铊可作杀鼠剂，硫酸亚铁、硫酸铜可作除莠剂。最普通的杀虫剂，如1059乳剂(45%)和1605乳剂(45%)的生产都需用硫酸。为大家所熟悉的滴滴涕，每生产1t需要20%发烟硫酸1.2t。2、为工业生产服务(1)冶金工业和金属加工。 在冶金工业部门，特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如：电解法精炼铜、锌、镉、镍时，电解液用硫酸，某些贵金属的精炼，也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前，都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材，都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外，有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前，都要经过用硫酸进行酸洗手续。在某些金属机械加工过程中，例如镀镍、镀铬等金属制件，也需用硫酸来洗净表面的锈。在黑色冶金企业部门里，需要酸洗的钢材一般约占钢总产量的5%～6%，而每吨钢材的酸洗，约消费98%的硫酸30 kg～50kg。(2)石油工业汽油、润滑油等石油产品的生产。 需要浓硫酸精炼，以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。每吨原油精炼需要硫酸约2