高中化学选修2-【化学与技术】知识点总结2014年高考).pdf

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高中化学选修 2-【化学与技术】知识点总结
（2014 年）

第一章 化学与工农业生产
一．学习目标
1、化工生产过程中的基本问题。
2、工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。
3、合成氨的反应原理。合成氨生产的适宜条件。
4、氨碱法的生产原理。复杂盐溶液中固体物质的结晶、分离和提纯。
二．知识归纳
工业制硫酸

1．原料：主要有硫铁矿、（或者硫磺）、空气、有色金属冶炼的烟气、石膏等。
2．生产流程
(1)SO 的制取 (设备：沸腾炉)
2
点燃 高温
①原料为硫黄：S＋O =====SO ， ②原料为硫铁矿：4FeS＋11O =====8SO ＋2Fe O 。
2 2 2 2 2 3
(2)SO 的催化氧化 (设备：接触室)：
2
催化剂
2SO +O 2SO
2 2 3
(3)SO 的吸收 (设备：吸收塔)： SO ＋H O===HSO 。注意：工业上用 98％的浓
3 3 2 2 4
硫酸吸收 SO 这样可避免形成酸雾并提高吸收效率。
3 ，
3．三废的利用
(1)尾气吸收
废气中的 SO 用氨水吸收，生成的(NH ) SO 作化肥，SO 循环使用。
2 4 2 4 2
SO ＋2NH ＋H O===(NH) SO 或 SO ＋NH ＋H O===NHHSO
2 3 2 4 2 3 2 3 2 4 3
(NH ) SO ＋H SO ===(NH) SO ＋SO ↑＋H O 或 2NH HSO ＋H SO ===(NH) SO ＋2SO ↑＋2H O
4 2 3 2 4 4 2 4 2 2 4 3 2 4 4 2 4 2 2
(2)污水处理
废水可用 Ca(OH) 中和，发生反应为 SO ＋Ca(OH) ===CaSO↓＋H O。
2 2 2 3 2
(3)废渣的处理
作水泥或用于建筑材料；回收有色金属等综合利用。
催化剂
： 2SO +O 2SO 放热 可逆反应（低温、高压会提升转化率）
2 2 3
转化率、控制条件的成本、实际可能性。 即选：400℃～500℃，常压，五氧化二钒
（V O ）作催化剂。
2 5
5．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：











人工固氮技术——合成氨
1．反应原理
催化剂
N +3H 2NH ΔH＜0
2 2 高温高压 3
1 : .
反应特点：(1)该反应为可逆反应。(2)正反应为气体体积减小的反应。(3)正反应为
放热反应。
2．条件的选择
结合反应的三个特点及实际生产中的动力，材料设备，成本等因素，得出合成氨的适宜
条件是：(1)压强：20MPa～50MPa ； (2)温度：500℃ ； (3)催化剂：铁触媒 ；(4)循环
操作：反应混合气通过冷凝器，使氨液化并分离出来，N 、H 再通过循环压缩机送入合成塔。
2 2
3．生产流程
(1)造气
①N ：可用分离液态空气获得。
2
高温
②H ： ：C＋H O=====CO＋H
2 2 2
高温
b．利用 CH 制取：CH ＋H O=====CO＋3H
4 4 2 2
(2)净化：原料气净化处理，防止催化剂中毒。
(3)合成：N 和 H 通过压缩机进入合成塔并发生反应。
2 2
(4)三废的利用
①废气：主要有 H S，SO 和 CO 等。采用直接氧化法、循环法处理，CO 作为生产尿素和
2 2 2 2
碳铵的原料。
②废水：主要含氰化物和氨，分别采用不同的方法处理。
③废渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作肥料的原料。









工业制纯碱


氨碱法（又叫索尔维法）：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（又叫侯式制碱法）：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：
NaCl＋NH ＋CO ＋H O===NaHCO↓＋NH Cl
3 2 2 3 4
△
2NaHCO =====Na CO ＋CO ↑＋H O
3 2 3 2 2
3．生产过程
第一步：二者基本相同；将 NH 通入饱和食盐水形成氨盐水，再通入 CO 生成 NaHCO 沉
3 2 3
淀，经过滤、洗涤得到 NaHCO 微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有 NH Cl 和 NaCl
3 4
的溶液。
△
第二步：氨碱法：NaHCO 分解放出的 CO (2NaHCO =====Na CO ＋CO ↑＋H O)、滤液(含
3 2 3 2 3 2 2
NH Cl)与石灰乳混合加热产生的氨气回收循环使用[CaO＋H O===Ca(OH)、
4 2 2
△
2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2NH ↑＋2H O]。
4 2 2 3 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
2 : .
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CaCl 溶液作为废液被抛
2
弃；过程中产生了没多大用途且难以处理的 CaCl 。
2
(2)联合制碱法：使食盐的利用率提高到 96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多
的纯碱。另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时生产出两种可贵的产