选修二-第3节-化学和工农业生产课件

王程到某个小镇采风，遇见了一个正在晒太阳的不知多少岁了的老头。老头告诉他，这里有个传说：出门在外要是赶上下雨天，近日必有横财；要是下雪天正好待在家里，最近必定破财。“要是既不下雨又不下雪的天气呢？”王程问。“那就说明没什么事情发生。”“要是下刀子呢？哈哈，或者，下铜钱之类的？我听说某个地方曾经下过铜钱。”老头幽幽地看了王程一眼，示意他凑近些。王程伸着脖子竖起耳朵，老头压低声音道：“那就说明，某个人要没命了。”说罢手起刀落。王程顿时觉得脖子上凉飕飕的，一摸，有个碗口大的洞。他还不明白怎么回事儿呢，就感觉自己来到了一个地方。那儿可真狭窄，连做广播体操的地方都不够，而且黑乎乎的，弥漫着奇怪的味道。这时，他听到老头自言自语道：“又一个自己送上门来的。终于凑够了一百条人命了，也该下一场铜钱雨了吧？传说还说，死一百个人就会下铜钱雨。”接着，老头仰头拜了拜，然后从树底下挖出——个破旧的豁了边儿的盆搁在脚边儿，继续晒太阳。一、海水淡化和现代水处理技术1．海水淡化的方法(1)

法：将水加热至105℃蒸发汽化，然后将蒸汽冷

凝而得到蒸馏水的方法．(2)

法：利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离

子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中

溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的

方法．蒸馏电渗析③树脂的再生：交换完后的树脂用酸或碱处理重新恢复

交换能力的过程．(2)膜分离法①分类：电渗析和反渗透．②反渗透

a．渗透压：当渗透过的水使溶液液面逐渐升高到一定高

度、所产生的压强能抵消水的渗透作用时，这个压强称

为渗透压．

b．除盐原理：在含盐量高的溶液一侧外加压力，可以迫

使水向相反的方向渗透，将水从浓溶液中排出而使盐分

留下．二、合成氨1．合成氨的原理及适宜条件(1)反应原理及反应特点

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH

0正反应方向气体分子数

，是放热反应．(2)适宜条件的控制①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1∶2.8.<减小④催化剂使用催化剂可加快化学反应速率，但不影响化学平衡⇒采用

作催化剂．⑤循环操作合成氨转化率较低，要采用循环操作．混合气体通过冷凝器，使氨液化，将氨分离出来，并将没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用．铁触媒2．合成氨的生产流程及原料气的制取(1)生产流程3．合成氨的发展前景(1)寻找较低温度下合成氨的催化剂．(2)研制出能承受高压且廉价的新材料．(3)人工模拟生物固氮．三、化肥、农药在农业生产中的作用1．常见化肥的种类及用途实例作用使用注意事项氮肥尿素[CO(NH2)2]、碳酸氢铵(NH4HCO3)、氨水(NH3·H2O)、硝酸铵等氮是合成蛋白质、核酸、叶绿素的重要元素，可使植物枝繁叶茂铵态氮肥不宜与草木灰等碱性肥料混合施用实例作用使用注意事项磷肥重过磷酸钙[Ca(H2PO4)2]、普通过磷酸钙[Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4]、钙镁磷肥[Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2]等磷可使植物根系发达，增强耐寒抗旱能力，穗粒增多，籽粒饱满不宜与碱性肥料混合使用，最好与农家杂肥配合施用实例作用使用注意事项钾肥KCl、K2SO4、K2CO3钾可促进作物生长，增强抗病虫害和抗倒伏能力易溶于水，不宜在多雨季节施用复合肥KNO3、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4协同作用，使作物生长营养均衡，提高效能K2SO4、(NH4)2SO4的大量长期施用会造成土壤板结、土质酸化2．农药的种类及作用(1)农药的种类及特点种类特点和用途实例杀虫剂杀死害虫，防治虫害．第二、三代农药具有高效、低毒和低残留的特点有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等杀菌剂阻止病菌的侵入(保护性杀菌)，进入植物体内的内吸性杀菌波尔多液(硫酸铜和熟石灰的混合物)除草剂(除莠剂)杀死杂草而不伤害作物，节省劳动力，提高栽培技术除草剂2,4­D植物生长调节剂促进或抑制植物生长乙烯、乙烯利等(2)农药对土壤和环境造成的不良影响①对农产品造成污染，危及食品安全；②对环境造成严重污染，危及人类身体健康和生命安全；③破坏生物链，影响生态平衡．[感受·鉴赏]

1．(2011·徐州模拟)金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量

含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN－和金

属离子的配离子M(CN)的形式存在于水中．测定污水中

含氰化合物含量的实验步骤如下：①水样预处理：水样中加入磷酸和EDTA，在pH＜2的

条件下加热蒸馏，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸

收．②滴定：将吸收液调节至pH＞11，以试银灵作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定，终点时，溶液由黄色变成橙红色．Ag＋＋2CN－===[Ag(CN)2]－(1)水样预处理的目的是_________________________________________________.(2)水样预处理的装置如右图，细导管插入吸收液中是为了______________________________________________________.(3)蒸馏瓶比吸收液面要高出很多，其目的是___________．(4)如果用盐酸代替磷酸进行预处理，实验结果将________(填“偏高”、“无影响”或“偏低”)．(5)准确移取某工厂污水100mL，经处理后用浓度为0.01000mol·L－1的硝酸银标准溶液滴定，终点时消耗了21.00mL.此水样中含氰化合物的含量为________mg·L－1(以CN－计，计算结果保留一位小数)．[解题指导]

(1)根据题目描述“加热蒸馏，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸收”即可知道，水样预处理的目的是将所有含氰化合物转化为HCN，以便将其蒸出；(2)将细导管插入液面以下，其目的是为了充分地吸收HCN，以防止其污染空气；(3)HCN溶于NaOH溶液会造成烧瓶内压强减小，因此可能会造成倒吸，为了防止倒吸，所以蒸馏瓶比吸收液面高出很多；(4)如果用盐酸代替磷酸进行预处理，因为盐酸易挥发，挥发出的盐酸也可以被NaOH吸收，用硝酸银溶液进行确定时消耗的硝酸银溶液增多，造成结果偏高；(5)可以按照Ag＋＋2CN－===[Ag(CN)2]－，结合污水的体积求出含氰化合物的物质的量，从而求出氰化物的含量．[答案]

(1)将含氰化合物全部转化为HCN(2)完全吸收HCN，防止气体排放到空气中，污染环境(3)防止倒吸(4)偏高(5)109.2

[拓展·发现]

污水处理的方法含义操作物理法主要是利用物理原理和机械作用对废水进行治理沉淀、均衡调节、过滤、离心分离等物理化学法通过物理化学过程来除去污染物的方法吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤、超吸附等化学法通过施用化学药剂或采用其他化学手段进行废水处理的方法中和法、氧化法、还原法、离子交换法等生物化学法利用微生物作用，除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法活性污泥法、生物滤池法、厌气处理法等[感受·鉴赏]

2．(2009·海南高考)工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程

包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮

的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸．请回答下列问题：

(1)氨催化氧化的化学方程式为____________________．

(2)原料气中空气必须过量，其主要原因是___________

________________________________________________.(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是____________________________________________________________________.(4)水吸收二氧化氮生产硝酸为放热反应，其化学方程式为______________________________，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为_________________(答2项)．[拓展·发现]

合成NH3条件的选择反应条件对化学反应速率的影响对平衡混合物中氨的含量的影响合成氨条件的选择增大压强有利于增大化学反应速率有利于提高平衡混合物中氨的含量压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等要求高，因此，工业上一般采用20～50MPa的压强反应条件对化学反应速率的影响对平衡混合物中氨的含量的影响合成氨条件的选择升高温度有利于增大化学反应速率不利于提高平衡混合物中氨的含量合成氨时温度要适宜．工业上一般采用500℃左右的温度，并且在这个温度时，催化剂的活性最大使用催化剂有利于增大化学反应速率没有影响工业上一般采用铁触媒，使反应能在较低的温度下较快的进行1．钠型离子交换剂磺化煤(NaR)可使硬

水中的钙、镁离子通过离子交换而

软化．海水的一种淡化方法是使海水(含钠离子、镁离子、氯离子等)依次

通过两种离子交换树脂A、B(如图所

示)，下列叙述不正确的是(

).A．A为氢型离子交换树脂(HR)，B为羟型离子交换树脂

(ROH)B．A为羟型离子交换树脂(ROH)，B为氢型离子交换树脂

(HR)C．HR与镁离子的反应可表示为：2HR＋Mg2＋===MgR2

＋2H＋D．ROH与氯离子的反应可表示为：ROH＋Cl－===RCl

＋OH－解析：若使海水先通过ROH树脂，溶液中会有较多的OH－，这样使海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败．所以A为氢型离子交换树脂(HR)，B为羟型离子交换树脂(ROH)．答案：B2．合成氨时既要提高产率，又要使反应速率加快，可采

取的办法是(

)①减压②加压③升温④降温⑤及时从平衡混

合物中分离出氨气⑥补充N2和H2

⑦加催化剂⑧

减少N2或H2的量

A．③④⑤⑦

B．②⑤⑥

C．②⑥D．②③⑥⑦解析：合成氨反应的特点是正反应放热且气体体积减小，要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快．只有增大反应物浓度和加压．答案：C3．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义．哈

伯法合成氨需要在20MPa～50MPa的高压和500℃的高

温下，并用铁作为催化剂，氨的转化率为10%～15%；

最近美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans—

Fe(DMeOPrPE)2的催化剂，可在常温下合成氨．下列有

关说法错误的是(

)A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应B．新法合成和哈伯法相比，不需要高温条件，可节约

大量能源C．新法合成能在常温下进行也需要断裂化学键D．新的催化剂降低了反应所需要的能量解析：吸热反应和放热反应是由反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定的，与反应条件无关，所以A错．根据题意可判断，催化剂降低了反应所需能量，所以反应在常温下可以进行，可节约大量能源，其他选项正确．答案：A4．自来水加工处理流程如下，下列有关说法不正确的是

(

).A．若用FeSO4作混凝剂，最终铁将以Fe(OH)2形式进入反

应沉淀池B．投药时常加入适量的石灰，是为了除去水中Mg2＋、

HCO等C．自来水生产中，前加氯起消毒杀菌作用，后加氯是保

持水中有效氯的含量，防止自来水二次污染D．用ClO2消毒自来水，消毒效率是同质量氯气的2.63倍-3解析：根据流程中提示，进入沉淀池之前通入了氯气，氯气具有氧化性，所以不可能是Fe(OH)2，只能是Fe(OH)3，A错．答案：A5．下列使用化肥、农药的描述正确的是(

)A．高温多雨时比较适合施用钾肥

B．长期施用硫铵会造成土壤板结

C．石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用

D．过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用解析：A中钾肥易溶于水，多雨时易造成化肥的流失．B中硫铵溶于水呈酸性，易破坏土壤的胶体结构，使土壤板结．C中石硫合剂主要成分是多硫化钙，如果和硫酸混合后施用，会生成硫酸钙，使石硫合剂失去作用．D中有效成分为Ca(H2PO4)2，属水溶性速效磷肥，应直接使用．答案：B6．目前，城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺(如下图)来进行污水处理．该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物，再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质．二级处理是采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等微生物除去污水中的有机污染物