最新人教版必修2高中化学第一章复习教学设计.docx

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最新人教版必修2高中化学第一章复习教学设计

[知识回扣]

一、依据原确定生产过程

（一）合成硫酸

1、三种原料;硫或硫铁矿、空气、水。

2、三个生产阶段；造气、接触氧、三氧硫的吸收。

3、三个反应：

⑴4FS2（）+11O2（g）2F2O3（）+8SO2（g）；△H=-3412J·-1或；S（）+O2（g）

SO2（g）

⑵2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；△H=-1966J·-1

⑶SO3（g）＋H2O（）===H2SO4（）；△H==-1303J·-1

4、三个设备；沸腾炉、接触室、吸收塔。

各设备中运用的原分别是什么？

5、三种有害杂质；矿尘，砷、硒等合物，水蒸气；三个净过程；除尘、水洗和干

燥

6、关于硫酸工业三废处

（1）环境保护与原料的综合利用。

工生产必须保护环境，严格治“三废”，并尽可能把“三废”变为有用的副产品，实现原料的综合利用。

硫酸厂的“三废”处方法是：

①尾气吸收（氨吸收法）

SO2+2NH3+H2O＝（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+SO2+H2O

②废水处（石灰乳中和法）

（OH）2+H2SO4＝SO4+2H2O

③废渣利用，制砖或制造水泥

（2）能量的充分利用。

工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。

硫酸生产中的反应热不仅用于预热反应物满足自身能量的需要，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能量（供热发电）。

（二）合成氨

二．工生产选择适宜条件的控制

工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度，依据外界条件对反应速率和平衡影响的规律确定，其原则是：

（1）对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转率。

故生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率，如氮气与氢气的配比为107∶3。

（2）对气体分子减少的反应，增大总压使平衡向增大生成物的的方向移动。

但压强太大，动力消耗，设备要求、成本增高，故必须综合考虑。

（3）对放热反应，升温，提高反应速率，但转率降低，若温度太低，反应速率又太慢，故需使用适当的催剂。

对吸热反应，升温，加快反应速率，又能提高转率，但要避免反应物或生成物的过热分解。

（4）使用催剂可大大提高反应速率且不影响平衡，但使用时必须注意其活性温度范围，且防止催剂“中毒”，延长使用寿命。

合成氨适宜条件：

500℃、铁触媒、2×107～5×107、循环操作。

三．纯碱的生产

（1）氨碱法。

反应分三步进行：

NH3＋O2＋H2O==NH4HO3

NH4HO3＋N==NHO3＋NH4

2NHO3

N2O３＋O2↑+H2O

反应生成的O2可以回收再用，NH4又和O反应产生NH3重新作为原料使用，而副

产物2大量堆积毁占耕地是当时不可克服的公害。

2NH4＋O==2NH3↑+2＋H2O

（2）侯氏制碱法原为：

先在饱和Ｎｌ溶液中通入ＮＨ３，再加压通入ＣＯ２：

ＮH3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2＝ＮＨ４ＨＣＯ３

ＮＨ４ＨＣＯ３＋Ｎｌ＝ＮＨ4Ｃｌ＋ＮａＨＣＯ3↓

由于ＮａＨＣＯ3的溶解度较小，所以有ＮａＨＣＯ3结晶析出。

再将滤出的ＮａＨＣＯ3焙烧可得纯碱：

２ＮａＨＣＯ３

Ｎａ２ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2↑

[典型例题讲解]

例1、下面是合成氨的简要流程示意图：

沿路线回去的物质是

A．N2和H2B．催剂．NH3D．H2

解析：

反应混合气经过合成塔发生反应：

N2+3H2

2NH3，成分变为N2、H2、NH3，经冷凝，NH3液，N2、H2沸点很低，仍未液，故再送入压缩机，循环使用，提高原料利用率。

答案A。

例2、读某城市的城市布局示意图，回答有关问题：

①煤炭基地②大型硫酸厂③自水厂④疗养院⑤大型商场⑥食品厂⑦工厂⑧造纸厂⑨污水处厂⑩高等院校

（1）该城市布局是否合？

请分析原因。

（2）图中②处分布大型硫铁矿（主要成分是FS2）。

写出制取二氧硫、三氧硫的方程式。

（3）接触法制硫酸的尾气中还含有少量的二氧硫，如果排入大气，就会造成环境污染。

你认为该企业应该采用什么方法回收、利用尾气中的二氧硫，写出有关反应的方程式。

（4）该市经济发达，每天有大量的汽车，排放氮氧合物、碳氢合物，以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧硫、二氧碳等，会导致市民心脏出现什么后果？

该市应采取哪些措施防治大气污染？

解答：

（1）煤炭基地、大型硫酸厂、工厂布局合，由是它们都接近原料基地，且在垂直风向的郊外，自水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合。

自水厂在河流上游，不受或少受污染，分布在居民区中心地带。

造纸厂不合，由是，它位于夏季风的上风地带，且离居民区、高等院校较近，大气污染严重。

铁路穿过市区不合，因为噪声污染、大气污染严重。

（2）4FS2+11O2

2F2O3+8SO22SO2+O2

2SO3

（3）氨吸收法：

SO2+2NH3+H2O＝（NH4）2SO3

（NH4）2SO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+SO2↑+H2O。

（4）心脏供氧不足，心脏收缩性减弱，因而心输出量减少。

该市应采取的措施是：

①大力植树造林；②限制大量汽车将碳氢合物、氮氧合物排入大气；③采用技术对硫酸厂、工厂、造纸厂、煤炭基地的废气进行回收处；④创造条件，将造纸厂迁移到远离市区的郊外。

例3、甲、乙、丙三个肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同，试解答下列问题：

（1）用方程式表示甲、乙、丙三个工厂合成尿素的原料气H2和O2的生产过程。

①甲厂以焦炭、空气和水为原料；②乙厂以天然气、空气和水为原料；

③丙厂以石脑油（主要成分5H12）、空气和水为原料。

（2）按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H2和O2的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH3（换算为H2的物质的量）和O2物质的量之比，则对原料的利用率最高。

据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？

解析：

绿色的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的手段，因而过程和终端均为零排放和零污染。

通过转获取新物质的过程中，就是要充分利用每种原料的原子，具有“原子经济性”。

只有这样，才能做到既充分利用了资，又实现了防止污染。

答案：

（1）甲厂：

+H2O（g）

O+H2

O+H2O（g）

O2+H2N2+3H2

2NH3

乙厂：

H4+H2O（g）

O+3H2

O+H2O（g）

O2+H2N2+3H2

2NH3

丙厂：

5H12+5H2O（g）

5O+11H2

O+H2O（g）

O2+H2N2+3H2

2NH3

（2）由甲厂生产过程方程式可得如下关系式：

+2H2O（g）＝2H2+O2，得（H2）∶（O2）＝2∶1

由乙厂生产过程方程式可得如下关系式：

H4+2H2O＝＝＝4H2+O2，得（H2）∶（O2）＝4∶1

由丙厂生产过程方程式可得如下关系式：

5H12（g）+10H2O（g）＝16H2+5O2得（H2）∶（O2）＝16∶5＝33∶1

由合成O（NH2）2反应方程式：

2NH3+O2＝O（NH2）2+H2O

可得：

（H2）∶（O2）＝

∶1＝3∶1

故对照甲、乙、丙三厂原料气H2和O2物质的量之比，只有丙厂原料气（H2）∶（O2）＝33∶1，最接近3∶1，故丙厂对原料利用率最高。

例4、在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转为SO3：

2SO2+O2

2SO3，ΔH＜0，已知常压下平衡混合气体中SO3体积分为91%。

试回答：

（1）在生产中常用过量的空气是为了____________________________________。

（2）加热到400℃～500℃是由于_____________________________________。

（3）压强采用______________，原因是__________________________________。

（4）常用浓H2SO4吸收SO3而不用水，因为____________________________。

解析：

此题考查了在硫酸工业中运用平衡原选择适宜生产条件的能力。

选择适宜的反应条件，要从浓度、压强、温度、催剂等条件中考虑该反应的速率、转率，同时还要考虑工业生产的实际情况。

如

（2）（4）两问是考虑速率问题，第

（1）（3）问则是考虑平衡问题，且第（3）问要考虑生产的实际情况。

答案：

（1）增大氧气浓度，提高成本较高的SO2的转率

（2）在此温度下，催剂活性强，反应速率快，可缩短到达平衡的时间，提高单位时间内SO3的产率（3）常压因常压下平衡混合气体中SO3的体积分已达91%，若再加压，对设备动力系统要求高，成本高，加压已无实际意义（4）用水吸收易形成酸雾，降低吸收速率；防止空气污染。

例5、氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电正极相连的电极上发生反应的方程式为___________，与电负极相连的电极附近，溶液的pH_______________________。

（选填不变、升高或降低）。

（2）工业食盐含2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____________。

（3）如果粗盐中SO

含量较高，必须添加钡试剂除去SO

，该钡试剂可以是____________________________。

（选填A、B或）

A．B（OH）2B．B（NO3）2．B2

（4）为了有效地除去2+、Mg2+、SO

，加入试剂的合顺序为________________，（选填A、B或）

A．先加入NOH，后加入N2O3，再加入钡试剂

B．先加入NOH，后加入钡试剂，再加入N2O3

．先加入钡试剂，后加入NOH，再加入N2O3

（5）脱盐工序中利用NOH和N在溶解度上的差异，通过_________________、冷却、_______________________（填写操作名称）除去N。

（6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止2和NOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，2和NOH充分接触，产物仅是NO和H2，相应的方程式为____________________________。

解析：

此题以氯碱工业的生产工艺流程为命题背景，涉及电解饱和食盐水溶液的反应原、粗盐的精制、实验基本操作方法、离子方程式和电极反应式的书写等。

论知识与生产知识兼有。

（1）电解食盐水时，与电正极相连的电极发生的反应是2－－2－＝2↑，与电负极相连的电极发生的反应是2H＋+2－＝H2↑，消耗H+，即产生OH－，所以溶液的pH升高。

（2）精制过程中，加入N2O3除去2＋（2＋+O2＋＝O3↓）；加入NOH除去Mg2＋［Mg2＋+2OH－＝Mg（OH）2↓］，由于Mg（OH）2的溶解度小于MgO3的溶解度，所以Mg2＋与OH－、O

混合时，主要生成Mg（OH）2沉淀。

（3）除去SO

应选择B2+，如加入B（NO3）2，溶液中会引入杂质NO

，而加入B2或B（OH）2均不会增加新的杂质。

（4）除杂质时加入B2＋和OH－无先后之分，但N2O3一定在B2之后加入，因为O

还能除去多余的B2＋。

（5）脱盐工序的目的是分离NOH和N，由于N溶解度小，因而N首先析出，其操作过程是蒸发，冷却、结晶，经过滤得到N晶体。

（6）如无隔膜会发生如下反应2+2NOH

N+2NO+H2O，电解食盐水溶液的方程式为2N+2H2O

2NOH+H2↑+2↑，两反应的方程式相加得N+H2O

NO+H2↑

答案：

（1）2－－2－＝2↑升高

（2）2++O

＝O3↓

Mg2++2OH－＝Mg（OH）2↓

（3）A（4）B（5）蒸发过滤

（6）N+H2O

NO+H2↑

例6、利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：

（1）天然气脱硫时的方程式是_______________________________________。

（2）H4经一次转后产生O09，产生H2___________________________（用含的代式表示）

（3）2O3（q）和O2反应在加压下进行，加压的论依据是__________________

A．相似相溶原B．勒夏特列原．酸碱中和原

（4）由HO3分解得到的O2可以用于___________________________（写出O2的一种重要用途）。

（5）整个流程有三处循环，一是F（OH）3循环，二是2O3（q）循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。

解析：

（1）流程图中已给出反应物是H2S和F（OH）3，生成物是F2S3和H2O，H4没有参与反应，写出方程式再配平即可。

（2）写出此反应的方程式：

H4+H2O

O+3H2，就很容易地看出产生H2应为3×09＝27。

（3）O2为气体，加压有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原。

（4）此题考查了考生对O2用途的记忆，写任一种用途即可。

（5）合成氨反应是一可逆反应，H2和N2的转率低，必须循环利用。

答案：

（1）3H2S+2F（OH）3＝F2S3+6H2O

（2）27（3）B

（4）生产纯碱（或作制冷剂等，其他合答案也可以）

例7、制取硝酸铵的流程图如下：

请回答下列问题：

（1）合成氨的原料通常各自何处？

（2）已知N2（g）+3H2（g）

2NH3（g），ΔH＝－92J·－1。

请解释：

①什么是可逆反应?

②为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取哪些措施？

（3）写出氨催氧的方程式。

铂—铑合金有何作用？

为什么铂铑合金未预热也会发热？

（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧物，如何消除它们对大气的污染？

写出反应式。

（5）举出硝酸铵的两种主要用途。

解释为什么该用途对现代社会非常重要？

（6）在一定温度和压强的密闭容器中，将平均式量为85的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均式量为10，此时N2的转率为______________，平衡混合气体中NH3的体积分为____________________________________。

（7）请你为硝酸厂的选址提出合建议。

解析：

运用反应速率、平衡原，结合流程图和涉及反应的反应特点，及工生产的实际情况分析解答。

答案：

（1）N2取自于空气，H2可自于水煤气；

（2）①略；②可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施；

（3）4NH3+5O2

4NO+6H2O，P－R合金起催作用；因为氨的催氧反应是放热反应，保证P－R合金达到一定温度而不必预热；

（4）可用碱液吸收氮的氧物：

NO+NO2+2NOH＝＝＝2NNO2+H2O

（5）NH4NO3可作肥和炸药。

前者可促使植物生长，增加农作物产量；后者可用于军事、建设上制造炸药，故该物质对现代社会的发展与和平作用重大；

（6）30%176%

（7）厂址的选择应具备以下有利条件：

原料和产品运输方便，生产动力充足，废物易于处，地价较便宜等。