南京市2012届高三化学考前复习资料-信息题专题（第20题）

　　　
工业化学专题
1．基本工业生产
序号 工业过程 原 料 设 备 及 反 应 原 理 注意事项
1 合成氨 煤、水、空气 原料气的准备H2来源于水煤气：2C + O2 == 2CO（燃烧）C + H2OCO + H2CO + H2OCO2 + H2 N2来源于液化空气的分离 因为合成氨反应中NH3所占体积分数较低，原料气需要循环使用，所以原料气n(N2):n(H2)=1:3（因N2中会含有少量的稀有气体，N2的体积会略大一些）
合成氨的反应（条件：高温、高压、催化剂） N2 + 3H22NH3
2 硝酸 NH3、空气、水 氧化炉：4NH3 + 5O2 == 4NO + 6H2O 这是强烈的放热反应，生成产物是NO，而不是NO2。
氧化吸收塔：2NO + O2 == 2NO2 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 经过循环吸收，最后NOx和O2的计量关系可表示为4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO34NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3总方程式：4NOx + (5-2x)O2 + 2H2O == 4HNO3
尾气处理：NaOH溶液吸收 NH3的催化还原
3 硫酸 FeS2和S空气和水 沸腾炉 4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2 S + O2 == SO2 加快反应速率，提高原料转化率的方法：将矿石粉碎、用空气将粉末吹散开
接触室 2SO2 + O2 2SO3 （反应条件：高温、催化剂-V2O5） 采用常压，是此条件下SO2转化为SO3的转化率较高。注意：若采用高压、高温、催化剂，则有利于提高硫酸工业的产量（加快反应速率）。因原料气不再直接循环使用，工业上采用O2过量的方法提高SO2的转化率
吸收塔 SO3 + H2O == H2SO4 用浓硫酸作吸收剂，不能用水作吸收剂（强烈放热，容易形成酸雾）
尾气处理：NH3水吸收法Na2SO3吸收法
4 石油的分馏 原油 经脱盐、脱水以后，常压分馏 汽油中加入溴水后的现象：
减压分馏：
5 石油裂化 柴油等重油 裂化：C18H38 产物中加入溴水后的现象：
6 石油裂解 石脑油等轻质油 裂解：C4H10 将产生的气体通入溴水后的现象：
7 煤的干馏 煤 煤的干馏的主要产物：
8 玻璃 纯碱（Na2CO3）石灰石（CaCO3）石英（SiO 2） Na2CO3 + SiO2 == Na2SiO3 + CO2CaCO3 + SiO2 == CaSiO3 + CO2 原料：n(Na2CO3):n(CaCO3):n(SiO2)=1:1:6普通玻璃中：n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6 n(Na2SiO3):n(CaSiO3):n(SiO2)=_________。
9 水泥 石灰石、黏土 主要成分：硅酸二钙（2CaO·SiO2）硅酸三钙（3CaO·SiO2）铝酸三钙（3CaO·Al2O3）
2．金属的冶炼
金属活动性 金属 冶炼方法 注意事项
K Na(l) + KCl(l) == NaCl(l) + K(g) 此反应得以发生是由于熵拉动的结果
Na 电解熔融的NaCl：阴极反应______________________阳极反应_______________________ 粗盐提纯的实验（含Ca2+、Mg2+、SO42-的粗盐提纯）试剂的加入顺序：_____________________________________过滤操作的位置：_____________________________________Na2CO3的作用：______________________________________
电解熔融的NaOH：阴极反应______________________阳极反应_____________________ NaOH可来源于氯碱工业：阴极反应__________________、阳极反应__________________
Mg 电解熔融的MgCl2：阴极反应______________________阳极反应_____________________ 海水中提取MgCl2的反应：①_____________________________________________②_____________________________________________③_____________________________________________④_____________________________________________在从海水中提取MaCl2时，有一将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，再将此沉淀转化为Mg2+的过程，其在生产上的意义是：__________________________________________________
Al 电解熔融的Al2O3：阴极反应______________________阳极反应______________________电解过程中的助剂是_________________，其作用是__________________________________________。 自然界的铝土矿中常含SiO2和Fe2O3等杂质，请设计实验流程提纯Al2O3。
Fe 高炉炼铁：生产还原剂__________________、__________________还原铁矿石_______________________________造渣反应_________________________________ 生产原料：______________________________尾气利用：______________________________高炉中的平衡反应：________________________生产设备：____________
Cu 铜的冶炼原理：2Cu2S + 3O2 == 2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O == 6Cu + SO2 精炼铜的方法（粗铜中含Zn、Fe、Ag、Au等杂质）设备的基本构造：____________________________ ______________________________反应的基本原理：阳极反应____________________________ 阴极反应__________________________________________ 阳极泥的成分______________________________________
湿法炼铜：Cu2+ + Fe == Cu + Fe2+
Hg HgO的热分解：______________________
3．海水资源的综合利用
1．在粗盐的提纯过程中，除杂试剂加入的先后顺序是______________________________________（或______________________________________ ）
在加入除杂试剂后的操作是___________，随之的试剂和操作分别是____________、___________。
2．在提取镁的过程中，从MgCl2溶液中获得MgCl2·6H2O的实验室操作将是_____________________________________________，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2需要注意____________________________________________，由无水MgCl2制得Mg的方法是____________________________，相应的化学反应方程式为__________________________。如果直接电解MgCl2溶液，将发生反应的离子方程式为______________________________________。
3．经由海水提取的Mg(OH)2分解获得的MgO，因纯度高而使用寿命长，可作为钢铁工业中高炉的内衬。请写出生产过程中获得Mg(OH)2的离子方程式
________________________________________，在反应过程中，为使最后得到纯净的Mg(OH)2，可采取的方法是______________________________。
4．在上图获得各种化工产品的过程中，为节约能源，均设计了一个相似的生产工艺，这就是_____________。
5．请根据以上工艺流程，设想为发挥其工业生产的最大效益，在海边生产基地还可以建立怎样的工业企业？
第20题:
20．无论从经济的发展还是人类的进步而言，合成氨的发明都是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。”以下是与NH3相关的工业过程示意图。
已知CH4(g) + 2O2(g) ==CO2(g)+2H2O(g)
△H = - 890kJ/mol
2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)
△H = - 566.0 kJ/mol
2H2(g) + O2(g) ==2H2O(g)
△H = -571.6 kJ/mol
（1）请写出CH4（g）与O2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学反应方程式
_________________________________。
（2）在生产过程中，会涉及H2和CO2的分离。你认为可取的方法是
a. 在加压条件下用水吸收CO2
b. 用NaOH溶液吸收CO2
c. 加压，使CO2液化
并说明你的理由：______________________
_______________________________________________________________________。
（3）NH3作为一种富氢化合物，因其具有良好的产业基础，且价格低廉，成为人们关注的重点。直接供氨式燃料电池在碱性条件下的负极反应为__________________________。
（4）合成尿素的反应是分作两步进行的：
① 2CO2（g）+ NH3（g）H2NCOONH4（aq） △H = - 159.47kJ/mol
(氨基甲酸铵)
②H2NCOONH4（aq）CO(NH2)2（aq）+ H2O（l） △H = + 28.49kJ/mol
在生产条件下，单位时间内获得尿素的产量与压强和n(NH3):n(CO2)的关系如右图所示。
生产过程中n(NH3):n(CO2)的最佳配比为_________，而实际实际生产条件下，往往使n(NH3):n(CO2)≥3，这是因为_________________________、_________________________。
在得到的尿素溶液中会含有少量的氨基甲酸铵，除去这种杂质最简便的方法是___________________。
（5）将氨分为两部分，一部分经逐级氧化吸收转化为硝酸，另一部分又与HNO3反应生成NH4NO3。若HNO3与NH3的反应是完全的，有标准状况下50LNH3经上述反应过程生成84g NH4NO3。则NH3逐级转化为HNO3的转化率为___________。
参考答案：（1）2CH4(g) + O2(g) == 2CO(g) + 4H2(g) △H = -70.8 kJ/mol
（2）c，因为CO2的熔沸点比H2高，且在常温条件下经加压，CO2可液化，此法较为节约资源，有利于环境保护。
（解释：在不存在氢键的条件下，分子的相对分子质量与相应物质的熔沸点有相关性，可以推测CO2的熔沸点较高，且常温下CO2可以干冰的形式存在，说明常温下CO2经加压可以直接液化，从而很简便地实现与H2的分离）
（3）2NH3 + 6OH- -6e- == N2 + 6H2O
（4）2:1。有利于提高CO2的转化率，因为NH3极易溶于水，便于分离、回收利用。
加热（解释：因为生成氨基甲酸铵的反应是强烈放热反应，而第二步生成尿素的反应是一个温和的吸热反应，因此加热将有利于氨基甲酸铵的分解，但是不会显著影响氨基甲酸铵的稳定性）。
（5）88.8%
1000g海水中含
Cl-19.1g
Na+10.6g
SO42-2.66g
Mg2+1.28g
Ca2+0.40g
微量元素
Br-、I-等
Na+、Cl-
Ca2+、Mg2+
SO42-
海洋动物
贝壳（CaCO3）
晒盐
盐卤（Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-）
粗盐（Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、SO42-）
煅烧
Mg(OH)2
HCl
MgCl2(aq)
MgCl2·6H2O
MgCl2(无水)
Mg
(c)
(a)
(b)
除杂试剂加入的顺序
操作
试剂
精盐
操作
微量元素
Br-
Cl2
用空气吹出
SO2溶液
Cl2
蒸馏
Br2
Cl2
用空气吹出
Na2CO3溶液
HCl
萃取
Br2 (有机相)
蒸馏
Br2
海洋植物
海带、藻类等
酒精浸泡后
灼烧
含I-的溶液
+H2O、溶解
(d)
含I2的溶液
I2（有机相）
I2
(e)
(f)
(g)
精盐
电解熔融的NaCl
电解NaCl溶液 — 氯碱工业
制备纯碱 — 氨碱工业
空气
N2
O2
天然气
CH4
H2 + CO
H2 + CO2
H2O
NH3
HNO3
NH4NO3
CO(NH2)2
1:3
单位时间CO(NH2)2的产量
压强/KPa
n(NH3):n(CO2) = 1:1
n(NH3):n(CO2) = 2:1
n(NH3):n(CO2) = 3:1
n(NH3):n(CO2) = 4:1