例析化工生产中的经济决策问题 专题辅导

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1、例析化工生产中的经济决策问题于海强1.工业布局决策问题例1：读某城市的城市布局示意图，回答有关问题：①煤炭基地②大型硫酸厂③自来水厂④疗养院⑤大型商场⑥食品厂⑦化工厂⑧造纸厂⑨污水处理厂⑩高等院校（1）该城市布局是否合理？请分析原因？（2）图中②处分布大型硫铁矿（主要成分是FeS2）。写出制取二氧化硫、三氧化硫的化学方程式。（3）接触法制硫酸的尾气中还含有少量的二氧化硫，如果排入大气，就会造成环境污染。你认为该企业应该采用什么方法回收、利用尾气中的二氧化硫，写出有关反应的化学方程式。（4）该市经济发达，每天有大量的汽车排放氮氧化物、碳氢化合物，以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧化硫、二氧

2、化碳等，会导致市民心脏出现什么后果？该市应采取哪些措施防治大气污染？分析：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，做出合理的抉择。答案：（1）煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理，理由是它们都接近原料基地，且在垂直风向的郊外，自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理。自来水厂在河流上游，不受或少受污染，分布在居民区中心地带。造纸厂不合理，理由是，它位于夏季风的上风地带，且离居民区、高等院校较近，空气污染严重。铁路穿过市区不合理，将导致噪声污染、大气污染严重。（2）（3）氨吸收法：（4）会引起心脏供氧不足，心脏收缩性减

3、弱，因而心输出量减少。该市应采取的措施是：①大力植树造林；②限制大量汽车将碳氢化合物、氮氧化物排入大气；③采用科学技术对硫酸厂、化工厂、造纸厂、煤炭基地的废气进行回收处理；④创造条件，将造纸厂迁移到远离市区的郊外。2.原料选择决策问题例2：甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同，试回答下列问题：（1）用化学方程式表示甲、乙、丙三个工厂合成尿素的原料气的生产过程。①甲厂以焦炭、空气和水为原料；②乙厂以天然气、空气和水为原料；③丙厂以石脑油（主要成分）、空气和水为原料。（2）按工业有关规定，利用原料所制得的原料气的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气（换算为的物质的量

4、）和物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？解析：绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染。通过化学转化获取新物质的过程中，就是要充分利用每种原料的原子，具有“原子经济性”。只有这样，才能做到既充分利用了资源，又实现了防止污染。由甲厂生产过程化学方程式可得如下关系式：，得由乙厂生产过程化学方程式可得如下关系式：由丙厂生产过程化学方程式可得如下关系式：，得由合成反应方程式：可得：故对照甲、乙、丙三厂原料气物质的量之比，只有丙厂原料气=3.3：1，最接近3：1，故丙厂对原料的利用率最高。

5、3.生产适宜条件决策例3：在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3：；△H<0，已知常压下平衡混合气体中的体积分数为91%。试回答：（1）在生产中常用过量的空气是为了_____________________。（2）加热到400℃~500℃是由于____________________________。（3）压强采用__________________，原因是____________________________。（4）常用浓来吸收而不用水，因为_________________________________。分析：此题考查了在硫酸工业中运用化学平衡原理选择适宜生产条件的能力

6、。选择适宜的反应条件，要从浓度、压强、温度、催化剂等条件中考虑该反应的速率、转化率，同时还要考虑工业生产的实际情况。答案：（1）增大氧气浓度，提高成本较高的的转化率（2）在此温度下，催化剂活性强，反应速率快，可缩短到达平衡的时间，提高单位时间内的产率（3）常压因常压下平衡混合气体中的体积分数已达91%，若再加压，对设备动力系统要求高，成本高，加压已无实际意义。（4）用水吸收易形成酸雾，降低吸收速率，防止空气污染4.工业流程综合决策问题例4：制取硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：（1）合成氨的原料通常各来自何处？（2）已知N2（g）+3H2（g）2NH3（g），ΔH＝－92kJ·mol

7、－1。那么为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取哪些措施？（3）写出氨催化氧化的化学方程式。铂—铑合金网有何作用？为什么铂—铑合金网未预热也会发热？（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮氧化物，如何消除它们对大气的污染？写出反应式。（5）举出硝酸铵的两种主要用途。解释为什么该用途对现代社会非常重要？（6）请你为硝酸厂的选址提出合理化建议。解析：运用化学反应速率、化学平衡原理，结合流程图和涉及反应的特点，及化工生产的实际情况分析解答。答案：（1）N2