化學高考中的重要考點 化工生產

2022-05-08 02:45:03 字數 4153 閱讀 6761

【考試大綱要求】

1.掌握硫酸和硝酸的製備原理、性質、用途。

2.了解常見化肥的基本性質。

3.能夠通過對自然界、生產、生活中的化學現象的觀察,獲取有關的感性知識和印象,並對這些感性知識進行初步加工和記憶。

4.能將實際問題(或題設情境)分解,找出解答的關鍵。能夠運用自己儲存的知識,將它們分解、遷移轉換、重組,使問題得到解決的應用能力。

2006化學考試大增加的「以合成氨工業生產為例,用化學反應速率和化學平衡的觀點理解工業生產的條件」考點,體現了高考較強的導向性——要求學生學以致用,能夠用所學的知識去解決生產、生活上的實際問題。由於這一考點的增加使得"化學工業"在高考中的地位明顯增加。有關"化學工業"主要知識點有:

合成氨工業、合成硫酸、氯鹼工業,矽酸鹽,煉鐵、煉鋼、煉鋁,石油化工、煤加工等的生產原理、裝置、生產流程、尾氣的吸收與處理,除要考慮生產流程、原料用量、**,同時還要考慮反應所需的條件,以及對裝置的要求等。

一、知識結構

二、要點指導

1.化工生產選擇適宜條件的原則

化工生產選擇適宜條件的目的是盡可能加快反應速率和提高反應進行的程度,依據外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的規律確定,其原則是:

(1)對任一可逆反應,增大反應物濃度,能提高反應速率和轉化率。故生產中常使廉價易得的原料適當過量,以提高另一原料的利用率,如氮氣與氫氣的配比為1.07∶3。

(2)對氣體分子數減少的反應,增大總壓使平衡向增大生成物的的方向移動。但壓強太大,動力消耗,裝置要求、成本增高,故必須綜合考慮。

(3)對放熱反應,公升溫,提高反應速率,但轉化率降低,若溫度太低,反應速率又太慢,故需使用適當的催化劑。

對吸熱反應,公升溫,加快反應速率,又能提高轉化率,但要避免反應物或生成物的過熱分解。

(4)使用催化劑可大大提高反應速率且不影響化學平衡,但使用時必須注意其活性溫度範圍,且防止催化劑「中毒」,延長使用壽命。

合成氨適宜條件:500℃、鐵觸媒、2×107~5×107、迴圈操作。

2.關於硫酸工業綜合經濟效益的討論

(1)環境保護與原料的綜合利用。化工生產必須保護環境,嚴格治理「三廢」,並盡可能把「三廢」變為有用的副產品,實現原料的綜合利用。硫酸廠的「三廢」處理方法是:

①尾氣吸收(氨吸收法)

so2+2nh3+h2o=(nh4)2so3

(nh4)2so3+h2so4=(nh4)2so4+so2+h2o

②廢水處理(石灰乳中和法)

ca(oh)2+h2so4=caso4+2h2o

③廢渣利用,製磚或製造水泥

(2)能量的充分利用。化工生產中應充分利用反應熱,這對於降低成本具有重要意義。硫酸生產中的反應熱不僅用於預熱反應物滿足自身能量的需要,而且還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量(供熱發電)。

(3)廠址選擇和生產規模。化工廠廠址的選擇,涉及原料、水源、能源、土地**,市場需求、交通運輸和環境保護等因素,應對這些因素綜合考慮,作出合理的抉擇。由於硫酸是腐蝕性液體,不便貯存和運輸,因此硫酸廠應建在靠近硫酸消費中心的地區,應避開人口稠密的居民區和環境保護要求高的地區。

工廠規模大小,主要由硫酸用量的多少來決定。

3.綠色化學

中學化學中涉及到的化工生產知識滲透綠色化學的觀點,具體體現在如下幾個方面:

(1)節省資源,提高原料轉化率和利用率。例如在合成氨工業,硝酸工業,接觸法制硫酸,聯合制鹼法等工藝流程中採取了迴圈操作,體現了綠色化學中節省能源的基本原理。

(2)化工生產中均介紹了尾氣**方法和處理裝置以防止或減少環境汙染。例如:氨氧化法制硝酸、接觸法制硫酸、煉鋼、煉鐵等均介紹了尾氣處理或尾氣吸收裝置。

(3)現行教材中涉及的化工生產體現了綠色化學內涵——設計新的化學反應條件,降低對人類健康和環境的危害,減少廢棄物的產生和排放。例如教材中介紹了無氰電鍍,由乙炔制乙醛工業生產中使用非汞催化劑的原因。

三、高考真題

1.(05廣東22)鈦(ti)被稱為繼鐵、鋁之後的第三金屬,鈦白(tio2)是目前最好的白色顏料。

製備tio2和ti的原料是鈦鐵礦,我國的鈦鐵礦礦儲量居世界首位。含有fe2o3的鈦鐵礦(主要

成分為fetio3)製取tio2的流程如下:

⑴ ti的原子序數為22,ti位於元素週期表中第_______週期,第______族。

⑵ 步驟①加鐵的目的是

步驟②冷卻的目的是

⑶ 上述製備tio2的過程中,可以利用的副產物是考慮成本和廢物綜合利用因素,廢液中應加入處理。

⑷ 由金紅石(tio2)製取單質ti,涉及到的步驟為:

已知:① c(s) + o2(g) == co2(gh = -393.5 kj/mol

② 2co(g) + o2(g) == 2co2(gh = -566 kj/mol

③ tio2(s) + 2cl2(g) == ticl4(s) + o2 (g); △h = +141 kj/mol

則tio2(s) + 2cl2(g) + 2c(s)== ticl4(s) + 2co(g) 的△h

反應ticl4 + 2mg == 2mgcl2 + ti 在ar氣氛中進行的理由是

2.(06廣東22)(13分) 往有機聚合物中新增阻燃劑,可增加聚合物的使用安全性,擴大其應用範圍。例如,在某聚乙烯樹脂中加入等質量由特殊工藝製備的阻燃型mg(oh)2,樹脂可燃性大大降低。該mg(oh)2的生產工藝如下:

⑴精製滷水中的mgcl2與適量石灰乳反應合成鹼式氯化鎂[mg(oh)2-xclx·mh2o],

反應的化學方程式為

⑵ 合成反應後,繼續在393k~523k下水熱處理8h,發生反應:

[mg(oh)2-xclx·mh2o]==(1-)mg(oh)2+mgcl2+mh2o

水熱處理後,過濾、水洗。水洗的目的是

⑶ 阻燃型mg(oh)2具有晶粒大,易分散、與高分子材料相容性好等特點。上述工藝流程中與此有關的步驟是

⑷ 已知熱化學方程式:

mg(oh)2(s)==mgo(s)+h2o(gh1=+81.5kj·mol-1

al(oh)3(s)= al2o3(s)+ h2o(gh2=+87.7kj·mol-1

①mg(oh)2和al(oh)3起阻燃作用的主要原因是

②等質量mg(oh)2和al(oh)3相比,阻燃效果較好的是

原因是⑸ 常用阻燃劑主要有三類:a、滷系,如四溴乙烷;b、磷系,如磷酸三苯酯;c、無機類,主要是mg(oh)2和al(oh)3。從環保的角度考慮,應用時較理想的阻燃劑是

填代號),理由是

3.(05上海26)我國化學侯德榜改革國外的純鹼生產工藝,生產流程可簡要表示如下:

(1) 上述生產純鹼的方法稱副產品的一種用途為

(2) 沉澱池中發生的化學反應方程式是

(3) 寫出上述流程中x物質的分子式

(4) 使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上,主要是設計了 (填上述流程中的編號)的迴圈。從沉澱池中取出沉澱的操作是

(5)為檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉,可取少量試樣溶於水後,再滴加

(6) 向母液中通氨氣,加入細小食鹽顆粒,冷卻析出副產品,通氨氣的作用有

(a) 增大nh4+的濃度,使nh4cl更多地析出 (b) 使nahco3更多地析出

(c) 使nahco3轉化為na2co3,提高析出的nh4cl純度

4.(05上海27)硫酸鐵(pfs)是一種新型高效的無機高分子絮凝劑,廣泛用於水的處理。用鐵的氧化物為原料來製取聚合硫酸猴,為控制水解時fe3+的濃度,防止生成氫氧化鐵沉澱,原料中的fe3+必須先還原為fe2+。實驗步驟如下:

(1)用98%的硫酸配製28%的硫酸,所需的玻璃儀器除量筒外,還有

(a) 容量瓶b) 燒杯c) 燒瓶

(2)步驟取樣分析溶液中的fe2+、fe3+的含量,目的是

(a) 控制溶液中fe2+與fe3+含量比b) 確定下一步還原所需鐵的量

(c) 確定氧化fe2+所需naclo3的量d) 確保鐵的氧化物酸溶完全

(3)用naclo3氧化時反應方程式如下:

6feso4 + naclo3 + 3h2so4 → 3fe2(so4)3 + nacl + 3h2o

若改用hno3氧化,則反應方程式如下

6feso4 + 2hno3 + 3h2so4 → 3fe2(so4)3 + no↑ + 4h2o

已知1mol hno3**0.16元、1mol naclo3**0.45元,評價用hno3代替naclo3作氧化劑的得弊,利是弊是

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發布時間 2012 8 24 瀏覽人數 181本文編輯 高考學習模組一 基本概念 專題1 物質的組成 性質和分類 考點1 物質的組成 性質和分類 考點2 分散系和膠體 專題2 化學計量 考點3 物質的量的有關概念 考點4 阿伏加德羅定律及其推論 考點5 物質的量濃度 專題3 離子反應 考點6 離子反...

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