文档介绍：化学选修2《化学和技术》
第一单元 走进化学工业
教学关键（难点）:
1、 化工生产过程中基础问题。
2、 工业制硫酸生产原理。 平衡移动原理及其对化工生产中条件控制意义和作用。
3、 合成氨反应原理。 合成氨生产适宜条件。
4、 氨碱法生产原理。 复杂盐溶液中固体物质结晶、 分离和提纯。
知识归纳:
1
制硫酸
反应原理
造气: S+O2==SO2
催化氧化: 2SO2+O22SO3
吸收: SO3+H2O==H2SO4 %硫酸吸收。
原料选择
黄铁矿: FeS2 硫磺: S
反应条件
2SO2+O22SO3 放热 可逆反应（低温、 高压会提升转化率）
转化率、 控制条件成本、 实际可能性。 400℃～500℃, 常压。
钒触媒: V2O5
三废处理
废气: SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O CaSO
3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O
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: 充足利用原料
能量利用
热交换: 用反应放出热预热反应物。
2
制氨气
反应原理
N2+3H22NH3 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: N2:空气（两种方法, (1)液化后蒸发分离出氮气和液氧, 沸点N2－196℃, H2－183℃; (2)将氧气燃烧为CO2再除去）。
H2:水合碳氢化合物（生成H2和CO或CO2）
2、 净化: 避免催化剂中毒。
除H2S: NH3H2O+H2S==NH4HS+H2O
除CO: CO+H2O==CO2+H2 K2CO3+CO2+H2O==2KHCO3
3、 氨合成和分离: 混合气在合成塔内合成氨。 出来混合气体中15％为氨气, 再进入冷凝器液化氨气, 剩下原料气体再送入合成塔。
工业发展
1、 原料及原料气净化。 2、 催化剂改善（磁铁矿）3、 环境保护
三废处理
废气: H2S－直接氧化法（选择性催化氧化）、 循环。
CO2－生产尿素、 碳铵。
废液: 含***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废渣。 煤渣（用煤）, 炭黑（重油）。
3
制纯碱
氨碱法
（索尔维）
1、 CO2通入含NH3饱和NaCl溶液中
NH3+CO2+H2O==NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl
2、 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑
缺点: CO2来自CaCO3, CaO－Ca(OH)2－2NH3+CaCl2+2H2O
CaCl2处理成为问题。 和NaCl中Cl－没有充足利用, 只有70％。 CaCO3利用不够充足。
联正当
和氨气生产联合起来:
（侯德榜）
NH3、 CO2全部来自于合成氨工艺; 这么NH4Cl就成为另一产品化肥。 综合利用原料、 降低成本、 降低环境污染, NaCl利用率达96％。
资料:
一、 硫酸用途
硫酸是基础化学工业中关键产品之一。 它不仅作为很多化工产品原料, 而且还广泛地应用于其它国民经济部门。 它应用范围日益扩大, 需要数量日益增加。 硫酸作用以下:
1、 为农业生产服务
(1)肥料生产。
硫酸铵（俗称硫铵或肥田粉）: 2NH3 + H2SO4＝(NH4)2SO4;
和过磷酸钙（俗称过磷酸石灰或普钙）: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4＝Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4;
(2)农药生产。
如硫酸铜、 硫酸锌可作植物杀菌剂, 硫酸***可作杀鼠剂, 硫酸亚铁、 硫酸铜可作除莠剂。 最一般杀虫剂, 如1059乳剂(45%)和1605乳剂(45%)生产全部需用硫酸。 为大家所熟悉滴滴涕, 每生产1t需要20%。
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, 尤其是有色金属生产过程需要使用硫酸。 比如: 电解法精炼铜、 锌、 镉、 镍时, 电解液用硫酸, 一些贵金属精炼, 也需要硫酸来溶解去夹杂其它金属。 在钢铁工业中进行冷轧、 冷拔及冲压加工之前, 全部必需用硫酸清除钢铁表面氧化铁。 在轧制薄板、 冷拔无缝钢管和其它质量要求较高钢材, 全部必需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