2014步步高化学大一轮复习专题十二第2讲

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1、第一层催化剂第二层催化剂第三尺催化剂刘以只催化剂环隙冷激花接管间第2讲从自然资源到化学品［考纲要求］1.了解合成氨的主要原理、重要设备及生产流程。了解催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。2.了解氯碱工业产品的主要用途。了解电解食盐水的基本原理。了解食盐水电解工艺和主要设备。3•了解接触法制硫酸的生产工艺、各阶段反应的主要设备。了解硫酸工业中“三废”（废气、废水、废渣）的治理和综合利用。4.了解从海水中提取镁、从铝土矿屮提取铝的过程和原理，了解铝制品及镁铝合金的广泛应用。考点一氨的合成□知识梳理•深度思考氮、

2、氢混合气体请观察上图，思考以下两个问题。（1）工业上从上到下将催化剂分成卩q层，在层与层之间冷激气和反应气混合。从平衡理论的角度解释这样设计的原因。500C答案由于N2(g)+3H2(g)催化剂、高压2NH3(g)AH=-92.4kJ-mol'1，冷激气与反应气混合，能及时降低反应混合气的温度，同时增大反应物的浓度，有利于平衡向右移动，提高氨气的产率。(2)对照合成塔说明原料气在合成塔中的流向，请从能量利用的角度说明这样设计的理由。答案原料气从塔底进入，向上流经外筒的环隙，至顶端后再进入热交换器。折流向下的气体穿

3、过热交换器的管间(管与管之I'可的I'可隙)，被加热到400°C左右进入第一层催化剂，经反应后温度上升到500°C左右。在第一、二层间，反应气与冷的原料气(工业上称之为“冷激气”)混合后进入第二层催化剂，以此类推，最后的气体从第四层催化剂底部排出,折流向上穿过中心管，再经热交换器的管内换热后自塔顶排出塔外。把反应时生成的热传给需预热的气体，能充分利用能量，并能冷却反应后生成的气体。递进题组：思维建模1.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在17.5〜20MPa的高压和500°C左右的高温

4、下，并用银作为催化剂，氨在平衡混合物中的含量仍较少。最近英国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans——Fe(DMeOPrPE)2的新催化剂，在常温下合成氨，反应方程式可表示为N2+3H2催化剂2NH3,下列有关说法正确的是()①哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应②新法合成氨不需要在高温条件下进行，可节约大量能源，具有发展前景③新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键④新催化剂降低了反应所需要的能量，提高了活化分子百分数A.①③B.②④C.①②③D.②答案B解析化学反应是放热还是吸热与反应途径无

5、关，只与始、终态有关，故①错；新催化剂只是降低了反应所需要的能量，仍需要断开化学键，故③错。2.(2012•海南，20-11)合成氨的流程示意图如F:循环压缩机液氨储槽氮V和@代混人代压除缩油机1-^器回答下列问题：(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出來的，通常使用的两种分离方法是,;氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式,;(2)设备A中含有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称是,其中发生的化学反应方程式为;(3)设备B的名称是,其中m和n是两个通

6、水口，入水口是(填“m”或"n”)。不宜从相反方向通水的原因是;(4)设备C的作用是;(1)在原料气制备过程屮混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气屮的CO,可通过如下反应来实现：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)己知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于o答案⑴液化、分锚与碳反应后除去CO2C+H2O旦旦CO+H2CH4+H2O==CO+3H2(2)合成(氨)塔N2(g)+3H2(g)高鶯压2NH3(g)(3)冷凝器(

7、或冷却塔)n高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好(4)将液氨与未反应的原料气分离(5)13.8解析(5)以转化率为90%为基准做计算，用平衡常数求水与一氧化碳浓度比。设CO、H2O起始浓度分别为兀、ymoLL"CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c^/moLL"1%y00c«/molL_l0.9x0.9x0.9x0.9xcWmolL-1O.lxy-0.9x0.9x0.9兀“(0.9x)2代_0・lXy—0・9x)—u3y:x^13.8o只要水更多一些，则转化率会超过90%。考点

8、二氯碱生产直知识梳理;深度思考1.原料：精制饱和NaCl溶液2.原理：2NaCl+2H2Offl<,2NaOH+H21+C12tr—MaOH海水週理NaCl涪液牺-H23.生产流程：「Clz4.主要设备：(阳)离子交换膜电解槽阳离子交换膜的作用：将电解槽隔成阴极室和阳极室。它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，既防止阴极产生的出和阳极产生的C12混合而引起爆炸，又避免