《初中化学工业》课件

初中化学工业学习目标和课程要求学习目标课程要求了解化学工业的基本概念和重要性掌握硫酸、氨、纯碱、烧碱等主要化工产品的生产原理和工艺流程认识化工生产对环境的影响和可持续发展的重要性什么是化学工业化学工业的特点技术密集型1化学工业需要依赖先进的科学技术，例如催化剂、反应器、分离技术等资金密集型2化学工业的生产需要大量的资金投入，例如建设大型工厂、购买设备等能源密集型3化学工业的生产过程通常需要消耗大量的能量，例如加热、蒸馏、电解等环境敏感型化学工业在国民经济中的地位化学工业是国民经济的重要支柱产业，对其他工业部门的发展起到至关重要的作用它为农业、能源、交通、建筑、轻工、纺织、医药等各行各业提供各种原材料和中间产品，并为国民经济的发展提供技术支撑化工产品在日常生活中的应用食品食盐、味精、酱油、醋等调味品；乳化剂、防腐剂等添加剂日用品肥皂、洗涤剂、牙膏、化妆品等；塑料制品、橡胶制品等医药各种药品、医疗器械等；消毒剂、杀虫剂等建筑水泥、玻璃、陶瓷等建筑材料；涂料、油漆等我国化学工业发展历程早期1主要以手工生产为主，规模小，技术落后近代2开始引进西方技术，建立了一些规模较大的化工厂现代3以技术创新和产业升级为目标，不断发展壮大化学工业的环境影响废气排放废水排放固体废弃物二氧化硫、氮氧化物等污染物可能导致酸含重金属、有机物等污染物可能污染水体废渣、废料等可能污染土壤，造成土地退雨、雾霾等环境问题，造成水质下降化化学工业安全生产的重要性人员安全防止化工事故发生，保障员工生命安全设备安全定期维护保养，确保设备正常运行，防止事故发生环境安全防止污染物泄漏，保护环境硫酸的工业生产概述硫酸是重要的化工产品之一，广泛应用于化肥、冶金、医药、染料、炸药等领域硫酸工业生产主要采用接触法，即以硫黄或硫化矿为原料，经过一系列化学反应和物理分离，最终得到浓硫酸硫酸生产原料介绍硫黄硫化矿硫黄是一种淡黄色固体，是硫酸生产的主要原料之一它存在于自硫化矿是含有硫化物的矿石，例如黄铁矿FeS2和闪锌矿ZnS然界中，也可以通过炼油厂等工业过程获得等它们经过焙烧可以得到二氧化硫，是硫酸生产的另一种重要原料硫酸生产工艺流程图二氧化硫转化为三氧化硫2二氧化硫在催化剂的作用下与氧气反应生成三氧化硫制取二氧化硫1硫黄或硫化矿燃烧生成二氧化硫三氧化硫的吸收三氧化硫与水反应生成硫酸3制取二氧化硫的方法硫黄在空气中燃烧生成二氧化硫，反应方程式为S+O2=SO2硫化矿经过焙烧也能得到二氧化硫，例如黄铁矿的焙烧反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2二氧化硫转化为三氧化硫二氧化硫在催化剂（例如五氧化二钒）的作用下与氧气反应生成三氧化硫，反应方程式为2SO2+O2=2SO3该反应是可逆反应，需要合适的温度和压力条件来提高反应速率和转化率三氧化硫的吸收过程三氧化硫与浓硫酸反应生成发烟硫酸，反应方程式为SO3+H2SO4=H2S2O7发烟硫酸再与水反应生成浓硫酸，反应方程式为H2S2O7+H2O=2H2SO4硫酸生产中的化学方程式S+O2=SO2硫黄燃烧生成二氧化硫2SO2+O2=2SO3二氧化硫转化为三氧化硫SO3+H2SO4=H2S2O7三氧化硫与浓硫酸反应生成发烟硫酸H2S2O7+H2O=2H2SO4发烟硫酸与水反应生成浓硫酸硫酸工业生产中的污染防治废气治理废水处理固体废弃物处理采用脱硫技术，如石灰采用中和、沉淀、过滤将固体废弃物进行回收石-石膏法、氨法等，去等方法处理含酸性物质利用或安全填埋除二氧化硫等污染物的废水硫酸的主要用途1化肥生产磷酸、硫酸铵等化肥2冶金用于金属的提取和精炼3医药生产各种药品，如抗生素、维生素等4其他制造炸药、染料、塑料等氨的工业生产概述氨是重要的化工原料，广泛应用于化肥、炸药、医药、染料等领域氨的工业生产主要采用哈伯法，即以氮气和氢气为原料，在高温、高压和催化剂的条件下合成氨氨生产原料介绍氮气氢气氮气是空气中最主要的成分，可以通过分离空气的方法获得氢气可以从天然气、煤炭等原料中提取制取氮气和氢气的方法氮气可以通过液态空气分馏的方法得到纯净的氮气氢气可以通过天然气蒸汽转化法、煤气化法等方法制备氢气氨生产工艺流程图原料气制备1制备氮气和氢气合成氨2氮气和氢气在高温高压下合成氨氨分离3将合成的氨气与未反应的氮气和氢气分离合成氨的反应条件合成氨反应是可逆反应，需要在高温、高压和催化剂的条件下进行最佳反应温度为400-500℃，压力为20-30MPa，催化剂常用铁触媒合成氨的化学方程式合成氨反应的化学方程式为N2+3H2=2NH3该反应是一个放热反应，反应过程中会释放热量为了提高反应速率和转化率，需要不断从反应体系中移除生成的氨气氨的主要用途化肥1生产尿素、硝酸铵等氮肥炸药2生产硝酸铵炸药等医药3生产氨基酸、抗生素等其他4生产染料、塑料等化肥工业概述化肥工业是指生产各种化肥的工业，是农业生产的重要基础化肥可以补充土壤中的养分，提高农作物的产量和质量氮肥的生产过程温度压力尿素的制备尿素是常见的氮肥，其生产过程主要包括氨气与二氧化碳在高温高压下反应生成碳酸铵，然后脱水生成尿素反应方程式为2NH3+CO2=NH22CO+H2O磷肥的生产过程磷肥的生产主要以磷矿石为原料，经过一系列的物理化学处理，得到磷酸、磷酸二氢钙、磷酸一氢钙等磷肥产品磷肥可以为植物提供磷元素，促进根系生长，提高作物的抗寒能力钾肥的生产过程钾肥的生产主要以钾盐矿石为原料，经过开采、提纯、加工等步骤，得到氯化钾、硫酸钾等钾肥产品钾肥可以为植物提供钾元素，促进光合作用，提高作物的抗病能力复合肥料的制备复合肥料是指含有两种或两种以上养分的肥料复合肥料的制备方法有很多，例如直接混合法、反应法、沉淀法等复合肥料可以根据不同作物的需求，配制不同养分的比例，提高肥料的利用效率化肥对农业的重要性提高产量改善品质增加效益化肥可以补充土壤中的养分，提高作物的产化肥可以使作物生长更加健壮，提高作物的化肥可以降低生产成本，提高农业生产效益量品质化肥使用中的环保问题水体污染1过量使用化肥会导致氮磷等元素流入水体，造成水体富营养化，影响水质土壤污染2长期使用化肥会导致土壤酸化、板结，影响土壤肥力空气污染3化肥生产和使用过程会排放一些有毒有害气体，污染空气纯碱的工业生产概述纯碱Na2CO3是重要的化工产品之一，广泛应用于玻璃、造纸、洗涤剂、食品等领域纯碱的工业生产主要采用索尔维法，也称为氨碱法，以食盐、石灰石、氨气和二氧化碳为原料，经过一系列的化学反应和分离，最终得到纯碱纯碱生产原料介绍食盐石灰石食盐NaCl是纯碱生产的主要原料之一，可以通过海水晒盐或地石灰石CaCO3是纯碱生产的另一种重要原料，经过煅烧可以得下盐矿开采获得到生石灰CaO和二氧化碳纯碱生产工艺流程图氨盐水制备盐水制备2将氨气通入盐水中得到氨盐水将食盐溶解在水中得到盐水1碳酸化3将二氧化碳通入氨盐水中，生成碳酸氢钠沉淀煅烧5过滤分离将碳酸氢钠加热分解生成纯碱4将碳酸氢钠沉淀过滤出来纯碱生产的化学方程式NaCl+NH3+CO2+H2O=碳酸化反应NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+煅烧反应H2O纯碱的主要用途1玻璃生产平板玻璃、瓶罐玻璃等2造纸用于造纸浆、纸张的生产3洗涤剂生产洗衣粉、肥皂等洗涤剂4其他生产食品添加剂、医药等烧碱的工业生产概述烧碱NaOH也是重要的化工产品之一，广泛应用于造纸、纺织、化肥、石油化工等领域烧碱的工业生产主要采用电解法，即以食盐为原料，在电解槽中通过电解得到烧碱烧碱生产原料介绍烧碱的生产主要以食盐NaCl为原料，可以通过海水晒盐或地下盐矿开采获得此外，还需要使用纯水，用于溶解食盐和电解液的制备烧碱生产工艺流程图烧碱生产的化学方程式电解食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2该反应是一个氧化还原反应，在阳极上析出氯气，在阴极上析出氢气，同时在溶液中生成烧碱烧碱的主要用途造纸用于造纸浆、纸张的生产纺织用于棉织物的处理，如脱脂、煮炼、漂白等化肥生产各种化肥，如尿素、硝酸铵等石油化工用于生产各种石油化工产品，如塑料、橡胶等金属冶炼工业概述金属冶炼工业是指从矿石中提取金属的工业，是国民经济的重要组成部分金属冶炼工艺多种多样，根据金属的性质和矿石的成分选择合适的冶炼方法常见的金属冶炼方法有火法冶炼、湿法冶炼、电解冶炼等钢铁工业生产流程原料准备1将铁矿石、焦炭、石灰石等原料粉碎、混合炼铁2在高炉中用焦炭还原铁矿石，得到生铁炼钢3将生铁熔化后，加入其他金属元素，去除杂质，得到钢铝工业生产流程铝土矿开采开采铝土矿石，提取氧化铝电解铝将氧化铝溶解在冰晶石中进行电解，得到金属铝铝锭铸造将电解得到的金属铝铸造成铝锭铜工业生产流程铜的冶炼方法主要有火法冶炼和湿法冶炼火法冶炼通常用于含铜量较高的硫化矿，而湿法冶炼则适用于含铜量较低或以氧化矿为主的矿石湿法冶炼通常会使用酸溶或碱溶的方法，将铜从矿石中浸出，然后再通过电解或置换等方法得到金属铜稀有金属的提取稀有金属是指在地壳中含量很少的金属，例如金、银、铂、钛、锂等稀有金属的提取通常需要采用特殊的冶炼方法，例如氰化法、氨浸法、溶剂萃取法等冶金工业污染防治废气治理废水处理采用除尘、脱硫、脱硝等技术治理采用沉淀、过滤、中和等方法处理冶炼过程产生的废气冶炼过程产生的废水固体废弃物处理将固体废弃物进行回收利用或安全填埋石油工业概述石油工业是指开采、加工、利用石油的工业，是现代社会的重要支柱产业之一石油是一种重要的能源，也是制造各种石油化工产品的原料石油工业的发展与人类社会的发展密切相关，对国民经济和人们的生活都起着至关重要的作用原油的开采和运输原油的开采主要通过钻井平台进行，开采完成后，原油需要通过管道或油轮运输到炼油厂进行加工处理原油的分馏过程原油的分馏过程是指将原油加热蒸馏，根据沸点不同，将原油中的各种成分分离出来，得到汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品分馏过程是一个物理分离过程，不涉及化学反应汽油的生产工艺汽油是主要的交通燃料，可以通过原油分馏得到，也可以通过催化裂化、催化重整等化学方法对重质油进行加工得到汽油的品质由辛烷值来衡量，辛烷值越高，汽油的抗爆性能越好石油化工产品介绍塑料橡胶合成纤维塑料是常见的石油化工橡胶是石油化工产品，合成纤维是石油化工产产品，具有轻便、耐腐具有弹性好、耐磨、防品，具有强度高、耐磨蚀、易加工等特点，广水等特点，广泛应用于、易染色等特点，广泛泛应用于包装、建筑、轮胎、密封件、电线等应用于服装、地毯、绳电子等领域领域索等领域石油工业环境保护石油工业的发展对环境造成了很大的影响，例如石油泄漏污染海洋、炼油厂排放废气污染空气、废水排放污染水体等因此，石油工业的发展必须重视环境保护，采取有效措施减少污染新能源开发利用为了解决石油资源枯竭和环境污染问题，世界各国都在积极开发利用新能源，例如太阳能、风能、核能、生物质能等新能源的开发利用不仅能够缓解能源压力，还能有效保护环境，促进可持续发展化学工业与可持续发展化学工业的发展必须与可持续发展相结合，实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展化学工业要注重节约资源、减少污染、保护环境，为人类社会的可持续发展做出贡献工业生产中的节能减排节能减排是化学工业可持续发展的重要目标，需要从生产工艺、设备改进、管理优化等方面入手，降低能源消耗，减少污染排放，实现经济效益和环境效益的双赢循环经济在化工中的应用循环经济是一种以资源循环利用为核心的经济模式，在化学工业中应用循环经济，可以有效减少资源浪费，降低生产成本，保护环境例如将废弃物进行回收利用，生产新的产品；将生产过程中的副产物转化为有价值的产品等化学工业发展新趋势化学工业的发展趋势主要体现在绿色化、智能化、数字化等方面未来的化学工业将更加注重环境保护和可持续发展，并借助人工智能、大数据等技术实现生产的智能化和数字化，提高生产效率和产品质量。