化学：第一单元《走进化学工业》学案课件(人教版选修2)

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1、选修②《化学与技术》走进化学工业轻松学教材一､化工原理在硫酸工业生产中的应用1.化学原理与硫酸工业生产流程2.化学原理在化工生产中的应用(1)增大反应速率的措施①升高温度;②使用催化剂;③在沸腾炉中燃料燃烧时,将原料粉碎,增大与空气的接触面积｡(2)逆流原理的应用沸腾炉中原料从炉顶落下,热空气从炉底吹入,使原料与助燃气体充分接触,反应进行彻底;吸收塔中使用大量耐酸瓷环(片),浓硫酸从塔顶喷下,三氧化硫气体从塔底吹入,提高吸收程度｡(3)热交换原理的应用由于是放热反应,在接触室内使用热交换器,用反应后热的气体预热接触室的原料气,达到节约能源,降低生产成本的目的｡

2、(4)循环操作原理的应用由于是可逆反应,尾气中还有一定的SO2和O2,再通过一定措施将这部分气体送回接触室,提高原料利用率,同时减少废气排放｡特别提醒:①在生产中常用过量空气是为了增大O2的浓度,提高SO2的转化率｡②常用浓H2SO4而不用水吸收SO3,是由于水与SO3反应易形成酸雾,吸收速度慢,且腐蚀设备｡3.生产中的“三废”处理(1)尾气吸收H2SO4工业的尾气主要是SO2｡SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4===CaSO4+SO2↑+H2O(2)污水处理不同化工生产过程产生的污水,杂质不同,要根据杂质的性质不同,采用不同

3、的物理化学方法,如酸碱中和法､重金属离子沉淀法等｡(3)废渣的处理根据废渣的成分进行综合利用｡如硫酸工业的废渣可用来作为炼铁的原料､提炼贵重的有色金属､作水泥原料或用于建筑材料｡二､合成氨工业生产及适宜条件的选择1.反应原理2.基本生产过程(1)造气①N2:来源于空气②(3)合成:使原料气进行化学反应合成氨｡及时分离出氨气,剩余气体再送回合成塔,循环利用｡(4)“三废”处理①废渣:主要是煤渣和炭黑,可用作肥料的原料和建筑材料｡②废气:主要是H2S､SO2和CO等有害气体｡可用直接氧化法､循环法等回收技术处理,CO2可作为生成尿素和碳铵的原料｡③废液:主要是含氰

4、化物和氨的污水｡处理氰化物主要有生化､化学沉淀､反吹回炉等方法｡处理含氨的废水可用蒸馏回收和离子交换等方法｡3.适宜条件的选择要考虑实际生产中的动力､材料､设备等因素,以取得最佳经济效益｡(1)压强(2)温度(3)催化剂使用催化剂可加快化学反应速率,但不影响化学平衡采用以铁为主的催化剂｡(4)循环操作合成氨转化率较低,要采用循环操作｡混合气体通过冷凝器,使氨液化,将氨分离出来,并将没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机,再送入合成塔,使其被充分利用｡合成氨工业发展的研究方向有两个方面:特别提醒:①合成氨原料中的氮气来源广泛,扩大氢气原料的来源以降低成本｡②反

5、应过程中的工艺条件常决定于催化剂的性能｡研究高效的新型催化剂,以改变反应条件｡三､氨碱法与联合制碱法的比较1.原料氨碱法: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: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: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分解放出的滤液(含NH4Cl)与石灰乳混合加热产生的氨气回收循环利用[CaO+H2O[F

6、Y=]Ca(OH)2､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沉淀析出,经过滤､洗涤和干燥即得氯化铵产品｡此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上是氯化钠的饱和溶液,可循环使用｡4.综合评价(1)氨碱法:①优点:原料(食盐和石灰石)便宜;产品纯碱的纯度高;副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用;制造步骤简单,适合于大规模生产｡②缺点:原料食盐的利用率低,大约70%~74%,其余的食盐随CaCl2溶液作为废液被抛弃;过程中产生了没多大用途且难以处理的CaCl2｡(2)联合制碱法:使食盐的利用率提高到96%以上,应用同量

7、的食盐比氨碱法生产的纯碱多｡另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时生产出两种产品——纯碱和氯化铵;过程中不生成没多大用途又难以处理的CaCl2,减少了对环境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本,充分体现了大规模联合生产的优越性｡四､几种氮肥的比较体验热身1.与氨碱法比较,下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是()A.提高了原料的原子利用率B.降低了生产成本C.减少了环境污染D.减轻了对设备的腐蚀答案:D解析:由于联合制碱法在生产过程中所需的氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供,从滤出碳酸氢钠后所得的母液中可回收氯化铵,因此它提高了原料的原子利用率

8、,降低了生产成本,因此A､B正确｡由于