化学选修2-2知识点.doc

1 化学选修 2 《化学与技术》第一单元走进化学工业教学重点( 难点): 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。知识归纳: 1 制硫酸反应原理造气: S+O 2 ==SO 2 催化氧化: 2SO 2 +O 2 2SO 3 吸收: SO 3 +H 2 O==H 2 SO 4 % 的硫酸吸收。原料选择黄铁矿: FeS 2 硫磺: S 反应条件 2SO 2 +O 2 2SO 3 放热可逆反应(低温、高压会提升转化率) 转化率、控制条件的成本、实际可能性。 400 ℃~ 500 ℃,常压。钒触媒: V 2O 5 三废处理废气: SO 2 +Ca(OH) 2 ==CaSO 3 +H 2O CaSO 3 +H 2 SO 4 =CaSO 4 +SO 2↑+H 2O 废水:酸性,用碱中和废渣:黄铁矿废渣――炼铁、有色金属;制水泥、制砖。局部循环:充分利用原料能量利用热交换:用反应放出的热预热反应物。 2 制氨气反应原理 N 2 +3H 2 2NH 3 放热、可逆反应(低温、高压会提升转化率) 反应条件:铁触媒 400 ~ 500 ℃, 10MPa ~ 30MPa 生产过程 1、造气:N 2: 空气( 两种方法, (1) 液化后蒸发分离出氮气和液氧, 沸点 N 2- 196 ℃,H 2- 183 ℃; (2) 将氧气燃烧为 CO 2 再除去)。 H 2: 水合碳氢化合物(生成 H 2和 CO 或 CO 2) 2 、净化:避免催化剂中毒。 2 除H 2S: NH 3H 2 O+H 2 S==NH 4 HS+H 2O 除 CO : CO+H 2 O==CO 2 +H 2K 2 CO 3 +CO 2 +H 2 O==2KHCO 3 3、氨的合成与分离: 混合气在合成塔内合成氨。出来的混合气体中 15 %为氨气, 再进入冷凝器液化氨气,剩余原料气体再送入合成塔。工业发展 1 、原料及原料气的净化。 2 、催化剂的改进(磁铁矿) 3 、环境保护三废处理废气: H 2S -直接氧化法(选择性催化氧化) 、循环。 CO 2 -生产尿素、碳铵。废液:含氰化物污水-生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等。含氨污水-蒸馏法回收氨,浓度较低可用离子交换法。废渣:造气阶段产生氢气原料的废渣。煤渣(用煤) ,炭黑(重油)。 3 制纯碱氨碱法(索尔维) 1、 CO 2 通入含 NH 3 的饱和 NaCl 溶液中 NH 3 +CO 2 +H 2 O==NH 4 HCO 3 NaCl+NH 4 HCO 3 ==NaHCO 3↓+NH 4 Cl 2、 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 +CO 2↑+H 2O↑缺点: CO 2 来自 CaCO 3, CaO - Ca(OH) 2- 2NH 3 +CaCl 2 +2H 2O CaCl 2 的处理成为问题。和 NaC l中的 Cl - 没有充分利用,只有 70%。 CaCO 3 的利用不够充分。联合法(侯德榜) 与氨气生产联合起来: NH 3、 CO 2 都来自于合成氨工艺;这样 NH 4 Cl 就成为另一产品化肥。综合利用原料、降低成本、减少环境污染, NaCl 利用率达 96 %。资料: 一、硫酸的用途硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料, 而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。它的应用范围日益扩大,需要数量日益增加。硫酸作用如下: 1、为农业生产服务( 1) 肥料的生产。硫酸铵(俗称硫铵或肥田粉): 2NH 3+H 2 SO 4= (NH 4) 2 SO 4; 和过磷酸钙(俗称过磷酸石灰或普钙): Ca 3 (PO 4) 2+ 2H 2 SO 4= Ca(H 2 PO 4) 2+ 2CaSO 4; (2) 农药的生产。如硫酸铜、硫酸锌可作植物的杀菌剂, 硫酸铊可作杀鼠剂, 硫酸亚铁、硫酸铜可作除莠剂。最普通的杀虫剂,如 1059 乳剂(45%) 和 1605 乳剂(45%) 的生产都需用硫酸。为大家所熟悉的滴滴涕,每生产 1t 需要 20% 发烟硫酸 。 3 2、为工业生产服务(1) 冶金工业和金属加工。在冶金工业部门,特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如: 电解法精炼铜、锌、镉、镍时, 电解液用硫酸, 某些贵金属的精炼, 也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前, 都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材,都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外,有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前, 都要经过用硫酸进行酸洗手