1-6-章-无机化学工业总结

工业化学2013年春季学期薛冰IndustrialChemistry考试题型0考试题型及分值分布1.填空题，30分2.不定项选择题，20分3.判断，10分4.基本概念，10分5.简单题，10分6.计算，10分7.论述，10分1绿色化学是运用清洁生产技术来减少或消除化学产品在设计、生产和应用中有害物质的使用和产生.清洁生产内容P10第1章绪论第2章化工基础知识2重点1.掌握热力学第一定律的概念2.掌握化学反应规律3.掌握化学反应器的特点热力学第一定律3热力学第一定律：P18WQU孤立系统,封闭系统,敞开系统:P17热力学分析方法：体系分析法系统：被划定的研究对象环境：其余部分系统环境QW界面41.在温度、容积恒定的容器中，含有A，B两种理想气体，若在容器中再加入一定量的理想气体C，问A的分压和分体积如何变化？答：A的分压不变，A的分体积减小，由于总压的增加概念道尔顿分压定律P15阿玛格分体积定律P15化学平衡5化学平衡气相反应中,化学平衡常数吕查德里原理/规律,P26反应器6反应器特点：P32管式：长度比管径大的多，内部中空釜式：釜内有搅拌装置及挡板塔式：内设增加两相接触，如填料，筛板固定床：反应器内填充固定不动的颗粒流化床:有运动状态的固体颗粒参与移动床:固体颗粒向反应器连续加入，产物连续排出固定床流化床化学平衡P25例：763.8K,反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)的Kc=45.7,初始H2，I2浓度为1.00molL-1,(1)求达到平衡时各物质浓度(2)平衡后再引入0.6molL-1的H2，求平衡时各物质的浓度和I2的平衡转化率解:(1)设达平衡时[HI]=xH2(g)+I2(g)2HI(g)始态浓度/(mo1·L-1)1.001.000平衡浓度/(mo1·L-1)1.00-x/21.00-x/2x则x2Kc=────────=45.7(1.00-x/2)(1.00-x/2)x＝1.54[H2]=[I2]=1.00-1.54/2=0.23mo1·L-17化学平衡(2)0.6molmolL-1的H2后重新达到平衡，H2反应掉amolL-1H2(g)+I2(g)2HI(g)第一次平衡浓度/(mo1·L-1)0.230.231.54加入H2后的浓度/(mo1·L-1)0.830.231.54则（1.54+2a)2Kc=———————=45.7(0.83-a)(0.23-a)a＝0.13[H2]=0.83-0.13=0.7mo1·L-1[I2]=0.23-0.13=0.1mo1·L-1[HI]=1.54+2×0.13=1.80mo1·L-18第二次平衡浓度/(mo1·L-1)0.83-a0.23-a1.54+2a温度不变I2的转化率=(1-0.1)/1=90%第3章硫酸工业9重点掌握接触法生产硫酸的生产原理和生产工艺第3章硫酸工业13硫酸的物理性质:吸水性;化学性质:脱水性,强氧化性，磺化硫酸水溶液:c1;无水硫酸;c=1;发烟硫酸,c1浓硫酸：w75%;稀硫酸：w=75%c:SO3/H2O摩尔比w:硫酸的质量分数硫酸制取方法P79生产硫酸的主要原料P79第3章硫酸工业11SO3+H2O==H2SO42SO2+O2==2SO3V2O5△4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2硫铁矿接触法制硫酸的三过程三装置三反应？1.造气;沸腾炉2.接触氧化;接触室(转化器）3.SO3的吸收;吸收塔硫铁矿的焙烧加快硫铁矿的焙烧P83焙烧属于非均相反应：低温化学反应控制；高温扩散控制第3章硫酸工业2SO2+O2==2SO3V2O5△接触催化氧化放热12压强温度催化剂反应速率问题（增大速率）化学平衡问题（提高转化率）实际生产过程中的条件高压高温使用高压低温不影响常压400-500℃使用工艺操作：初期高温提高速率，后期低温提高平衡转化率第3章课后题13P1076.硫酸工业中的两转两吸与一转一吸流程的内容是什么，主要的两点区别在哪里?答：区别：两转两吸流程把一次转化的SO3吸收掉，利于SO3的二次转化(1)提高SO3的平衡转化率;(2)降低废气中SO2的含量，减小对环境的影响。内容：一转一吸为两段：一次SO2的转化和一次SO3的吸收两转两吸为四段：两次SO2的转化和两次SO3的吸收第4章合成氨工业14重点掌握合成氨原料气制取和净化氨合成原理和工艺流程原料气的制取15合成氨原料气的原料P109气化剂焦炭/煤气化产物+水蒸气水煤气(H2+CO)85%,N2含量少空气+水蒸气半水煤气(H2+CO+N2)，nco+H2:nN2:3.1-3.2,变换后nH2:nN2=3原料气的制取与净化16煤气化反应的热效应P110解决煤气化反应气体组成和热量平衡矛盾的方法P110合成氨原料气净化的工序P116间歇气化燃料层分布P11217工业上以煤为原料间歇法制取半水煤气的工作循环可分为哪几个阶段？温度变化规律?P112合成氨合成氨流程：原料气制取→净化→压缩→合成→液氨分离18合成氨的分离P129合成氨19N2+3H22NH3高温高压催化剂P126合成氨的铁系催化剂主要成分：Fe3O4（活性成分为金属铁）助剂：Al2O3（比表面积）、K2O（氮的活性吸附），CaO（热稳定性）SiO2（抗水毒和耐烧结）20试简述温度、压力、惰性气体含量对氨合成反应中平衡氨含量的影响答：N2+3H22NH3(放热反应)正反应是一个气体体积缩小的、放热的可逆反应。降低温度，增大压力，降低惰性气体的含量，有利于氨合成反应中平衡氨的含量，并且保证氢氮比保持在3左右。第5章磷酸盐工业21重点掌握湿法和热法磷酸的生产工艺原理掌握磷酸二氢钾、磷酸氢钙和三聚磷酸钠的性质和生产方法磷矿与磷22电炉法生产黄磷P145磷酸23磷酸由P2O5和H20化合,P146正磷酸H3PO4(3H2OP2O5)焦磷酸H4P2O7偏磷酸HPO3三聚磷酸243.简述湿法磷酸和热法磷酸的生产原理，并写出湿法磷酸有关的化学反应式答：热法制磷酸：白磷燃烧，并水合吸收生成的P2O5来制备磷酸湿法制磷酸：硫酸分解磷矿石，硫酸分解磷矿在磷酸溶液介质中进行；磷酸先分解磷矿石，硫酸继续分解磷矿石制得磷酸OHCaSO5POH10OH5SOH5)POH(5CaHF)POH(Ca5POH7)PO(FCa244324224224243345nn磷酸盐25磷酸盐可以分为：简单磷酸盐和复杂磷酸盐P155配合作用P156磷酸盐26磷酸二氢钾高效水溶性的复合肥料生产方法P157KH2PO4晶体粉末不同无机酸分解磷矿制取磷肥的名称P172磷酸氢钙的用途：矿物饲料添加剂磷酸氢钙的生产方法：磷酸+石灰乳CaHPO4粉末三聚磷酸钠的制备原理P164第6章制碱工业27重点掌握索尔维法制碱的生产原理、工艺特点掌握联碱法制碱的生产过程、生产指标及控制手段氨碱法28生成纯碱的方法P191氨碱法P193氨碱法29P205氨在氨碱法中是循环使用的，回收氨工艺采用两步骤：联碱法30联合制碱法：以食盐，二氧化碳和氨气为原料，制备纯碱，联产氯化铵。联碱法与氨碱法31联碱法与氨碱法比较P215第6章课后题-K32P2286.氨盐水碳酸化过程的主要化学反应有哪些?影响碳酸化结晶的主要因素有哪些?如何控制获得大颗粒晶体?答：34223NaHCOClNHOHCONHNaCl3434NaHCOClNHHCONHNaCl或反应影响结晶的因素：1）温度2)过饱和度温度的控制：先反应放热，结晶析出后再逐步降温，注意降温速率，促进晶粒增大；过饱和度的控制：向饱和溶液中加少量固体杂质晶种，使溶质以固体杂质为核心，长大而析出晶体加入少量表面活化剂结束TheEnd33