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时间:2018-12-23
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1、2014《化学工业相关知识》总复习【复习指导】新教材加大了化工生产内容的比重。旨在引导学生关心社会、关心生活、理论联系实际,在传授化工知识的同时,渗透了绿色化学的观点,环保意识、化工生产的基本观点。主要考点:合成氨、三酸二碱和炼钢炼铁所用的原料、化学反应、适宜条件、生产流程、主要设备、尾气的吸收与处理,综合经济效益评价等。复习思路整理:化工生产=化学反应原理+化学实验+化工技术原料:是否再生价格过程:循环利用反应速率转化率能源:利用率节约能源环保:废气废水的处理基本操作元素化合物知识、化学平衡1.
2、系统掌握典型物质的工业制法,举一反三,并能够从多角度分析讨论化工生产的综合经济效益,将理论知识转化为实际应用。2.根据外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律,综合考虑化工生产的适宜条件的选择。既要注意外界条件对二者影响的一致性,又要注意对二者影响的矛盾性;既要注意温度、催化剂对化学反应速率影响的一致性,又要注意催化剂的活性对温度的限制;既要注意理论生产,又要注意实际可能性。(1)对任一可逆反应,增大反应物浓度,能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量,以提高另一原料的利用率,
3、如氮气与氢气的配比为1.07∶3。(2)对气体分子数减少的反应,增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。但压强太大,动力消耗,设备要求、成本增高,故必须综合考虑。(3)对放热反应,升温,提高反应速率,但转化率降低,若温度太低,反应速率又太慢,故需使用适当的催化剂。对吸热反应,升温,加快反应速率,又能提高转化率,但要避免反应物或生成物的过热分解。(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡,但使用时必须注意其活性温度范围,且防止催化剂“中毒”,延长使用寿命。合成氨适宜条件:500℃、铁触媒、
4、2×107~5×107、循环操作。根据以上原则,结合合成氨反应的特点即正反应是体积缩小的放热反应分析可知,合成氨的适宜条件是:500℃、铁触媒、2×107~5×107Pa(20~50MPa),循环操作等。工业上将二氧化硫氧化成三氧化硫的适宜条件是400℃~500℃、催化剂(V2O5),使用过量的空气等。乙醇和乙酸发生酯化反应时,酯化极限为2/3,而常温下达到这个极限(即达到平衡)需要16年,如果温度升到150℃,缩短到只要几天就达到平衡。如果加入适量浓硫酸作催化剂,1~2小时即可达到平衡,但反应进
5、行的程度仍为2/3。实际生产中,可采取两种措施提高这个极限,第一是适当加大廉价原料乙醇的用量,第二是生产过程中利用乙酸乙酯的易挥发性,不断地把生成的乙酸乙酯从反应混合物中分离出去。同时采取这两种措施能又快又多地生产出乙酸乙酯。 【知识框架】 【学案一】《三酸二碱工业生产》 1、硫酸工业制法(接触法制硫酸):燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫,使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫,再使三氧化硫跟水化合生成硫酸。由于二氧化硫跟氧气是在催化剂的表面接触时才起反应的,所以称为接触法制
6、硫酸。反应原理用_________________、________________________、____________________. 关于硫酸工业综合经济效益的讨论(1)环境保护与原料的综合利用。化工生产必须保护环境,严格治理“三废”,并尽可能把“三废”变为有用的副产品,实现原料的综合利用。硫酸厂的“三废”处理方法是:①尾气吸收(氨吸收法)SO2+2NH3+H2O→(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+SO2+H2O②废水处理(石灰乳中和法)Ca(
7、OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O③废渣利用,制砖或制造水泥(2)能量的充分利用。化工生产中应充分利用反应热,这对于降低成本具有重要意义。硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要,而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。(3)厂址选择和生产规模。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,作出合理的抉择。由于硫酸是腐蚀性液体,不便贮存和运输,因此硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区,应避开人口稠密的居
8、民区和环境保护要求高的地区。工厂规模大小,主要由硫酸用量的多少来决定。2、盐酸工业制法的反应原理:氢气在氯气中燃烧可以生成氯化氢,氯化氢被水吸收即成盐酸。用化学方程式表示_________________________。 3、硝酸的工业制法的反应原理 工业上用氨接触氧化法制硝酸。将氨净化后,与空气以一定比例混合,用铂、铑合金作催化剂,在800℃高温下,氨跟氧气反应生成一氧化氮和水蒸气,一氧化氮经过冷却,再被空气中的氧气氧化成二氧化氮,二氧化氮再被水吸收,得到硝酸。反应原理用化
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