最新-2021高考化学一轮总复习： 第十一单元 第1讲 化学与工农业生产配套课件 精品

请回答下列问题： (1)写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式：___________。 (2)上图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸设备中的 ________、________。 (3)丙中的现象为________，丁中的现象为________。 (4)下表是压强和温度对 SO2 平衡转化率的影响。对 SO2 转 化为 SO3 的反应，增大压强可使转化率________，通常采用常 压操作是因为________________。
NH4Cl,2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O
原料
NaCl、NH3、CaCO3 (CO2和CaO制备)
NaCl、NH3、CO2
生产流程
（续表）
生产方法
氨碱法(索尔维)
联合制碱法(侯德榜)
原料便宜，步骤简单，但 产品纯度高，原料利用率
优、缺点 是产生大量 CaCl2，食盐 高，同时得到氮肥 NH4Cl，
2．按用途分为杀虫剂，如有机氯类、有机磷类、拟除虫菊 酯类等；杀菌剂，如波尔多液等；除草剂，如 2,4-D 等；植物 生长调节剂，如__乙__烯__利__等。农药的主要危害是：对农产品造 成污染，危及食品安全；破坏生物链，影响生态平衡；对环境 造成严重污染，危及人类健康和生命安全。
3．肥皂。
4．合成洗涤剂：洗涤剂的主要成分是表面活性剂(如十二
(2)能量的充分利用：硫酸生产中的反应热可用于预热反应 物满足自身能量的需要，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量
(供热发电)。
二、合成氨工业
1．反应原理：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＜0
2．基本生产过程： (1)造气：将空气__加__压__、__降__温__液__化__后蒸发分离出 O2 而获 得 N2；或将空气通过灼热的碳生成 CO2，再除去 CO2 后得 N2。 H2 来源于水蒸气和燃料(焦炭、煤、石油、天然气等)的反应，
◎ 回归教材 ◎ 一、硫酸工业 1．合成硫酸的三种原料：__硫__黄____、__空__气____、___水___。 2．三个主要反应：造气：___S_(_s_)＋__O__2(_g_)_=_=_=_S_O__2(_g_)_____ ___Δ_H_＝__－__2_9_7__k_J_·m__o_l_－_1__；接触氧化：_2_S_O_2_(_g_)＋__O__2_(g_)_________ _2_S_O__3_(g_)___Δ_H__＝__－__1_9_6_.6__k_J_·m__o_l_－_1_________；三氧化硫的吸收： __S__O_3_(g_)_＋__H_2_O__(l_)=__=_=_H_2_S_O_4_(_l)___Δ_H__＝__－__1_3_0_.0__k_J_·m__o_l－__1 _______。
高
3．(2015 年辽宁沈阳模拟)制取硝酸铵的流程图如下：
请回答下列问题： (1)合成氨原料的来源：____________________________。
(2)已知 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。 请解释：①可逆反应：________________________________。 ②为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取的措施是________。
利用率低
但加重设备的腐蚀
四、农药、化肥和表面活性剂
1．化肥为农作物补充必要的营养元素。农业生产中，大量
施用的化肥主要是___氮__肥___、__磷__肥____和__钾__肥____。磷肥包括 过__磷__酸__钙__[ 主要成分是__C_a_(_H_2_P_O__4)_2_·H__2O__和__C_a_S_O__4 _____] ，简称 _普__钙___，还有__钙__镁__磷__肥__[主要成分是_C_a_3_(P_O__4_)2_和__M__g_3(_P_O__4)_2_]； 钾肥主要包括_草__木__灰___、__K_C__l _、__K_2_S_O_4__、__K_N__O_3__等；氮
转化率/%
0.1
压强/MPa
0.5
1
10
400 99.2
99.6
99.7
99.9
温度/℃ 500 93.5
96.9
97.8
99.3
600 73.7
85.8
89.5
96.4
答案：(1)4FeS2＋11O2
2Fe2O3＋8SO2 (2)接触室 吸
收塔 (3)无酸雾 有酸雾 (4)增大 常压下SO2 的转化率已很
(3)氨催化氧化的化学方程式为______________________， Pt-Rh 合金网的作用为______________，铂－铑合金网未预热也 呈红热状态的原因是___________________________________。
(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除 它们对大气的污染？________________，写出有关化学反应方 程式： ______________________________。
程为：原料气的制取→净化→压缩→ 合成→
→液氨
3．合成氨条件的选择：温度：____4_0_0_℃__～__5_0_0__℃__；压强： _1_0_～__3_0_M__P_a__；催化剂：以___铁_____为主的催化剂。
三、纯碱工业

生产方法
氨碱法(索尔维)
联合制碱法(侯德榜)
原理
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋
_4_N_H__3＋__5_O__2=_P=_t_=-_R=_=h_=，_=_高=_=_温=__=_=_4_N_O__＋__6_H_2_O__，_2_N__O_＋__O_2_=_=_=__2_N_O_2_， _3_N__O_2_＋__H_2_O_=__=_=_2_H_N__O_3_＋__N_O___，__N_H__3＋__H__N_O_3_=_=_=__N_H_4_N__O_3__； 复合肥料是指氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分，常见 的复合肥料有：NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、KNO3、KH2PO4。
第十一单元 化学与技术(选考)
第1节 化学与工农业生产
1．了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。 2．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。 3．了解精细化工产品的生产特点及在社会发展中的作用。 4．了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
反应
②增压、适当温度
(3)4NH3
＋5O2
Pt-Rh =高==温==
4NO
＋6H2O
作催化剂 氨的催化氧化反应是放热反应，可使 Pt-Rh 合金网 达到一定温度而不必预热 (4) 可用碱溶液吸收氮的氧化物 NO ＋ NO2 ＋ 2NaOH===2NaNO2 ＋ H2O (5)可作化肥和炸药 (6)30% 17.6%
解析：(6)根据“十字交叉法”可得8
，则
n(N2)∶n(H2)＝6.5∶19.5＝1∶3。设反应前混合气体的总物质的 量为4 mol，平均相对分子质量与气体的总物质的量成反比，设
反应后气体的总物质的量为x
mol，则有 81.05
mol＝x mol 4
mmooll，x＝3.4，
反应前后气体的物质的量差值为 0.6 mol，设反应消耗N2 的物 质的量为y mol，生成氨的物质的量为 z mol，则有：
N2 ＋ 3H2 1 y mol
2NH3 物质的量之差
2
2
z mol
0.6 mol
y＝0.3，z＝0.6，
N2 的转化率为01.3mmooll×100%＝30%；
氨的体积分数为0.6 3.4
mmooll×100%＝17.6%。
答案：(1)N2 来源于空气，H2 可来源于水煤气 (2)①在同 一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的
4．(2015 年湖北武汉调研)化学肥料在农业生产中有重要作 用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。
(1)普钙是磷肥，它的有效成分是____________________(写 化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气 与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵 (H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方 程式为__________________、____________________。
(5)硝酸铵的两种主要用途是________________________。 (6)在一定温度和压强的密闭容器中，将 H2 和 N2 混合，混 合物的平均相对分子质量为 8.5，当该反应达到平衡时，测出平 衡混合气的平均相对分子质量为 10，此时 N2 的转化率和平衡 混合气体中 NH3 的体积分数分别为________、________。
成 CO2，再被_K__2C__O_3_溶__液___吸收，反应方程式为_C_O__＋__H_2_O_____ __C_O__2＋__H__2_____、___K_2_C_O__3＋__C__O_2_＋__H_2_O_=_=__=_2_K_H__C_O_3__。
(3)合成与分离：合成氨的主要设备为_合__成__塔___。氨的分离 是通过__冷__凝__器__将氨液化，然后将液氨分离，分离出来的混合 气体经循环压缩机，再送到_合__成__塔___中继续合成。合成氨的流
3．黄铁矿制硫酸的三个主要设备：沸__腾__炉__、接__触__室__、吸__收__塔__。
4．接触室中三个反应条件：__4_0_0_℃__～__5_0_0__℃___的温度；常 压操作；适当___过__量___的空气，提高 SO2 的转化率。
5．“三废”处理和能量综合利用。 (1)“三废”处理方法：尾气吸收：S_O__2＋__C__a_(O__H_)_2_=_=_=_C__a_S_O_3 __＋__H_2_O___，CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O；废水处理： 根据杂质的性质，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金 属离子沉淀法；废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重金属。
烷基苯磺酸钠
)，能够去除油污，里面还
含有杀菌剂、织物柔软剂、助剂等辅助成分。
◎ 自主测评 ◎ 1．(2015 年东北三校联考)下列有关工业生产的叙述正确的 是( )。 A．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，均必须对尾 气进行吸收处理 B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用 SO3 转化为 H2SO4 时放出的热量 C．炼铁是铁矿石在高温下被氧化的过程 D．烧碱溶液吸收硝酸工业尾气中的氮氧化物，不仅可以 防止有害物质的排放，还可以生产有用的 NaNO2
反应方程式为_C_＋__H__2_O_____C_O__＋__H_2_，__C_O__＋__H_2_O_____C__O_2_＋__H_2_。
(2)净化：原料气中的主要杂质 H2S、CO、CO2、O2 等会导 致 催 化剂 中 毒。 H2S 用_____氨__水______ 吸收 ，反 应 方程 式： ___N__H_3_·H__2_O_＋__H_2_S_=_=_=__N_H_4_H__S_＋__H_2_O______； CO 首先被氧化生
解析：合成氨工业不需要对尾气进行吸收；硫酸工业中接
触室中发生的反应为2SO2＋O2
2SO3，利用该反应放出
的热量来预热SO2；金属冶炼的实质是金属被还原的过程；NO ＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO、NO2 完全被碱液吸收。
答案：D
2．(2015 年山东青岛模拟)工业上制硫酸的设备分为三大部 分，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内煅烧 黄铁矿生成二氧化硫；在接触室内有催化剂存在下，二氧化硫 进一步与氧气结合，生成三氧化硫；三氧化硫流经吸收塔时， 采用 98%的浓硫酸吸收，使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。 下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的，用 于探究工业上为何采用 98%的浓硫酸吸收三氧化硫。
肥包括__尿__素____、_N__H_4_N_O__3__、N__H_4_H_C_O__3_等；尿素的工业生产 原理用化学方程式表示为_2_N_H__3＋__C__O_2_加=_=压_=_=、_=_加=_=_热=_=_H__2N__C_O_O__N_H__4 ，
加热 _H__2N__C_O__O_N__H_4_=_=_=_=_=_H_2_N_C__O_N_H__2_＋__H_2_O_；硝酸铵工业生产方法为