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高中化学选修2-知识点总结

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高中化学选修2-【化学与技术】知识点总结

（2014年）

第一章化学与工农业生产

一．学习目标

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。

二．知识归纳

工业制硫酸

1．原料：主要有硫铁矿、（或者硫磺）、空气、有色金属冶炼的烟气、石膏等。

2．生产流程

(1)SO2的制取(设备：沸腾炉)

①原料为硫黄：S＋O2eq\o(=====,\s\up14(点燃))SO2，②原料为硫铁矿：4FeS＋11O2eq\o(=====,\s\up14(高温))8SO2＋2Fe2O3。

(2)SO2的催化氧化(设备：接触室)：

2SO2+O22SO3

(3)SO3的吸收(设备：吸收塔)：SO3＋H2O===H2SO4。注意：工业上用98％的浓硫酸吸收SO3，这样可避免形成酸雾并提高吸收效率。

3．三废的利用

(1)尾气吸收

废气中的SO2用氨水吸收，生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2循环使用。

SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3或SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3

(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O或2NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O

(2)污水处理

废水可用Ca(OH)2中和，发生反应为SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O。

(3)废渣的处理

作水泥或用于建筑材料；回收有色金属等综合利用。

4.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。即选：400℃～500℃，常压，五氧化二钒

（V2O5）作催化剂。

5．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

人工固氮技术——合成氨

1．反应原理

高中化学选修2-知识点总结全文共1页，当前为第1页。N2+3H22NH3ΔH＜0

高中化学选修2-知识点总结全文共1页，当前为第1页。

反应特点：(1)该反应为可逆反应。(2)正反应为气体体积减小的反应。(3)正反应为放热反应。

2．条件的选择

结合反应的三个特点及实际生产中的动力，材料设备，成本等因素，得出合成氨的适宜条件是：(1)压强：20MPa～50MPa；(2)温度：500℃；(3)催化剂：铁触媒；(4)循环操作：反应混合气通过冷凝器，使氨液化并分离出来，N2、H2再通过循环压缩机送入合成塔。

3．生产流程

(1)造气

①N2：可用分离液态空气获得。

②H2：a.利用焦炭制取：C＋H2Oeq\o(=====,\s\up16(高温))CO＋H2

b．利用CH4制取：CH4＋H2Oeq\o(=====,\s\up16(高温))CO＋3H2

(2)净化：原料气净化处理，防止催化剂中毒。

(3)合成：N2和H2通过压缩机进入合成塔并发生反应。

(4)三废的利用

①废气：主要有H2S，SO2和CO2等。采用直接氧化法、循环法处理，CO2作为生产尿素和碳铵的原料。

②废水：主要含氰化物和氨，分别采用不同的方法处理。

③废渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作肥料的原料。

工业制纯碱

1.原料

氨碱法（又叫索尔维法）：食盐、氨气、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)。

联合制碱法（又叫侯式制碱法）：食盐、氨气、二氧化碳(合成氨厂的废气)。

2．主要反应原理

二者基本相同：

NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3eq\o(=====,\s\up14(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O

3．生产过程

第一步：二者基本相同；将NH3通入饱和食盐水形成氨盐水，再通入CO2生成NaHCO3沉淀，经过滤、洗涤得到NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有NH4Cl和NaCl的溶液。

第二步：氨碱法：NaHCO3分解放出的CO2(2NaHCO3eq\o(=====,\s\up14(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O)、滤液(含NH4Cl)与石灰乳混合加热产生的氨气回收循环使用[CaO＋H2O===Ca(OH)2、

2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up14(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O]。

高中化学选修2-知识点总结全文共2页，当前为第2页。联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶