第二单元----从自然资源到化学品.ppt

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1、第二单元从自然资源到化学品1．了解合成氨的主要原理、重要设备及生产流程。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——石棉隔膜电解槽。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、从铝土矿中提取铝的过程和原理。适宜条件的选择合成氨工业简述合成氨如何获取合成氨的原料气——氢气？提示合成氨原料来源的关键是如何获得大量廉价的氢气。天然气作为洁净燃料，便于管道输送，用做合成氨的原料具有投资省、能耗低的优点。从20世纪50年代起，天然气已

2、成为世界上合成氨的主要原料。甲烷与水蒸气在催化剂(Al2O3＋Ni)作用下发生化学反应：1．(1)除杂质时所加试剂的顺序要求是：Na2CO3必须在BaCl2之后；加入盐酸在过滤之后。(2)试剂加入顺序有多种选择：a．BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、盐酸b．BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸c．NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸2．试分析氯碱工业中精制盐水的过程。合成氨条件工业上，通常采用以铁为催化剂，在400～500℃和10MPa～30MPa的条件下合成氨。合成氨的工艺流程(1)原料气的制取N2、H2可用空气、水、煤炭等为原料制

3、取，将空气液化后低温分馏可以获得N2。H2的制取可有以下几种途径：合成氨的条件及工艺流程1．2．①电解水制取氢气。②由煤或焦炭与水蒸气反应来制取氢气。煤或焦炭经加热，炽热的炭与水蒸气反应生成氢气。C＋H2O(g)CO＋H2③由天然气或重油制取氢气。天然气的主要成分甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳：(3)合成氨工业流程【典例1】►工业上用以合成氨的原料之一的氢气，有一种来源是石油气，例如丙烷。据此回答下列各题。(1)有人设计了以下反应路径，假设反应都能进行，你认为最合理的是()。(2)按以上最合理的反应途径，理论上用1mol丙烷最多可制得氨

4、()。A．4molB．6.7molC．10molD．2.7mol(3)该合理的反应途径最显著的优点是()。A．简单易行B．制得的H2纯度高C．制得的H2产量高D．可同时获得大量的热能解析目前世界各国合成氨的原料主要有原油、天然气和煤。也有一些合成氨厂采用石脑油和焦炭工业的炼焦炉煤气。要知道哪种方式生成的H2最多，需配平反应方程式，配平如下：由以上反应可得：C3H8～10H23H2～2NH3相关量为：C3H8～10H2～20/3NH3故1molC3H8最多可制得6.7molNH3。工业生产主要考虑反应速率、平衡建立时间、反应物的转化率、产品的产率、能量消耗、经济核

5、算等问题。答案(1)C(2)B(3)C解析注意正确理解热化学方程式的意义及该反应的特点——可逆反应。答案该反应是可逆反应，在密闭容器中进行将达到平衡，1molN2和3molH2不能完全反应生成2molNH3，因而放出的热量总是小于92.4kJ氯碱工业原理及产品应用1．2．氯碱工业产品应用氯碱工业是无机化学基本工业之一，在国民经济建设中占有重要地位。氯碱产品的主要用途如下图所示：如图所示，A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空：(1)电源A上的a为________极。(2)滤纸B上发生的总化学反应

6、方程式为________________________。(2009·宁夏理综)请回答氯碱工业中的如下问题：(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k＝________(要求计算表达式和结果)；(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是________(填序号)；(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。

7、在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中X、Y分别是________、________(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小________；②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：________________________________________________________________________；负极：________________________________________________________________

8、________；③这样