化学选修2-1知识点.doc

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第一单元走进化学工业
教学重点(难点):
1、化工生产过程中的基本问题。
2、工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。
3、合成氨的反应原理。合成氨生产的适宜条件。
4、氨碱法的生产原理。复杂盐溶液中固体物质的结晶、分离和提纯。
知识归纳:
1
制硫酸
反应原理
造气:
催化氧化:
吸收:用吸收。
原料选择
黄铁矿:硫磺:发展趋势是选择:
反应条件
关键反应:热反应(温、压会提升转化率)
实际生产条件:
原因:
三废处理
废气:
废水:
废渣:
局部循环:
能量利用
热交换:
2
制氨气
反应原理
方程式:热、反应(温、压会提升转化率)
反应条件:
生产过程
1、造气:N2:空气(两种方法,(1),沸点N2-196℃,H2-183℃;(2))。
H2:(生成和或)
2、净化:避免催化剂中毒。
除H2S:NH3H2O+H2S==
除CO:CO+H2O==
==
3、氨的合成与分离:混合气在内合成氨。出来的混合气体中15%为氨气,再进入液化氨气,剩余原料气体再送入。
工业发展
1、原料及原料气的。2、的改进(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:含氰化物污水-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的废渣。煤渣(用煤),炭黑(重油)。
3
制纯碱
氨碱法
(索尔维)
1、CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中
NH3+CO2+H2O==NaCl+==
2、2NaHCO3
缺点:CO2来自,
的处理成为问题。NaCl中的Cl-没有充分利用,只有70%。CaCO3的利用不够充分。
联合法
(侯德榜)
与生产联合起来:
、都来自于工艺;这样就成为另一产品化肥。综合利用原料、降低成本、减少环境污染,NaCl利用率达96%。
第二单元化学与资源开发利用
教学重点(难点):
天然水净化和污水处理的化学原理,化学再水处理中的应用和意义。
硬水的软化。中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
海水晒盐。海水提镁和海水提溴的原理和简单过程。氯碱工业的基本反应原理。
从海水中获取有用物质的不同方法和流程。
石油、煤和天然气综合利用的新进展。
知识归纳:
方法
原理
天然水的净化
混凝法
混凝剂:明矾、绿矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等
Al3++3H2O3H++Al(OH)3
絮状胶体(吸附悬浮物);带正电(使胶体杂质聚沉)。
生活用水净化过程:混凝沉淀-过滤-杀菌
化学软化法
硬水:含有较多的Ca2+,Mg2+的水,较少或不含的为软水。
不利于洗涤,易形成锅垢,降低导热性,局部过热、爆炸。
暂时硬度:Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的硬度。1、加热法
永久硬度:钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度。
2、药剂法:纯碱、生石灰、磷酸盐
3、离子交换法:离子交换树脂,不溶于水但能与同电性离子交换
2NaR+Ca2+==CaR2+2Na+再生:CaR2+2Na+==2NaR+Ca2+
污水处理
物理法
一级处理:格栅间、沉淀池等出去不溶解的污染物。预处理。
(微)生物法
二级处理:除去水中的可降解有机物和部分胶体污染物。
化学法
三级处理:中和法-酸性废水(熟石灰),碱性废水(硫酸、CO2)
沉淀法-含重金属离子的工业废水(沉淀剂,如S2-)
氧化还原法。(实验:电浮选凝聚法)
方法
原理
盐的利用
海水制盐
蒸发法(盐田法)
太阳照射,海水中的水分蒸发,盐析出。
盐田条件:地点(海滩、远离江河入海口)、气候。
盐田划分:贮水池、蒸发池、结晶池。
苦卤:分离出食盐的母液。
食盐利用
电解(氯碱工业)
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑
海水提溴
吹出法
1、氯化:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
2、吹出:空气(或水蒸气)吹出Br2
3、吸收:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
再用氯气氧化氢溴酸。
海水提镁
具体过程
海水―――Mg(OH)2―――MgCl2―――Mg
海水提取重水
蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法
了解化学交换法
化工
目的
石油
分馏(常压、减压)(物理)
把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物,得到汽油(C5~11)、煤油(C11~16)、柴油(C15~18)等轻质油,但产量较低。
裂化(化学)
获得更多轻质油,特别是汽油。断链。
列解(化学)
获得重要有机化工原料:乙烯、丙稀、丁烯等。
煤
关注问题
提高燃烧热效率,解决燃烧时的污染,分离提取化学原料。
干馏
隔绝空气加热。得焦炉气(H2、CH4、乙烯、CO等,燃料)、煤焦油(苯等芳香族化合物,进一步提取)、焦炭(金属冶炼)等。
气化
利用空气或氧气将煤中的有机物转化为可燃性气体。C+水
液化
把煤转化为液体燃料的过程。
直接液化:与溶剂混合,高温、高压、催化剂与氢气作用,得到汽油、柴油、芳香烃等。煤制油(内蒙古)。
间接液化:先转变为CO和氢气,再催化合成为烃类、醇类燃料。
一碳化学
以分子中只含一个碳原子的化合物(甲烷、甲醇等)为原料合成一系列化工原料和燃料的化学。
CO:煤CH4:天然气。
第三单元化学与材料的发展
教学重点(难点):
1、硅氧四面体的特殊性,一些无机非金属材料生产的化学原理。
形成对化学与材料发展关系比较全面的认识。
2、金属冶炼的原理,金属腐蚀的原理和防腐方法。
电解、电镀的原理。
3、常见高分子材料的生产原理。
知识归纳:
无机非金属材料
原料
成分
生产原理
性能、用途
传统硅酸盐材料
陶瓷
玻璃
光学玻璃、耐腐蚀玻璃,不同颜色玻璃。
水泥
硅酸二三钙铝酸三钙、铁铝酸钙
磨成粉-煅烧-加石膏等-粉磨
混凝土:
新材料
碳化硅
SiC
结构与相似,硬度,优质磨料,性质稳定,航天器涂层材料。
氮化硅
熔点、硬度、化学性质,制造轴承、气轮机叶片、发动机受热面。
单质硅
Si
工业
金刚石
C
材料
其余新材料
C60(新型贮氢材料)、超导材料等
金属材料
金属活动顺序表:
标出金属冶炼的方法及范围:
原料
装置
原理
炼铁
还原剂CO的生成:
生铁形成:
炼钢
生铁
降低C%:2C+O2=2CO2Fe+O2=2FeOFeO+C=CO+Fe
除杂质:FeS+CaO=脱硫
添加合金元素:Cr、Mn、Ni
炼铝
、纯碱、石灰、煤、燃料油
铝土矿溶解:
氢氧化铝析出:
氢氧化铝脱水:
电解氧化铝:
冰晶石()-氧化铝液,少量CaF2
阳极:阴极:
金属腐蚀及防护:
分类
实例
金属腐蚀原理
()腐蚀
氧气、氯气等,温度影响较大。钢材高温容易氧化一层氧化皮
()腐蚀
原电池反应,例如钢材
吸腐蚀(大多):阴极阳极
析腐蚀(酸性):阴极阳极
金属防腐方法
氧化膜
用化学方法在钢铁、铝的表面形成致密
电镀
镀、、(在空气中的金属)
其余
改善环境、牺牲(原电池的极)、外加等
高分子材料
分类:高分子:、、等
高分子:聚、、等
合成方法
举例
基本概念
加成聚合反应
聚氯乙稀:
聚苯乙烯:
以聚乙烯为例:
单体:
链节:
聚合度:
缩合聚合反应
涤纶:
塑料分类
结构
性质
举例
热塑性
线型
溶解于一些有机溶剂,一定温度范围会软化、熔融,加工成形
聚乙烯
热固性
体型
不易溶于有机溶剂,加热不会熔融
酚醛树脂
高分子材料降解分类:、、
废旧高分子材料的再利用途径:(1)
(2)
(3)
化学肥料
实例
生产原理
氮肥
尿素
硝酸铵
其余:、、、、、等
磷肥
钙/普钙
处理磷矿石。成分:和
其余:重过磷酸钙,钙镁磷肥、KH2PO4等
钾肥
草木灰(),氯化钾,硫酸钾、硝酸钾等
复合肥料
复合肥、复合肥、、等
第四单元化学与技术的发展
教学重点(难点):
1、化肥为农作物补充必要的营养元素,主要化肥的生产原理;了解农药的组成、结构和性质是决定其防治病虫害效果的关键因素。化肥、农药的使用及其对环境的影响。
2、了解肥皂、合成洗涤剂的组成、特点、性质及其生产原理。
3、通过典型实例了解精细化学品的生产特点,体会化学与技术发展在满足生产和生活需要中的不可替代作用。
知识归纳:
农药
实例
作用、影响
杀虫剂
有机氯(DDT、六六六、DDE)
有机、酯类,酯类等
防治,提高产量。影响生物群落、土壤、大气、水等。
杀菌剂
波尔多液(和)、合剂等、除草剂等
植物生长调节剂
、矮壮素等
肥皂
通式
肥皂成分
高级脂肪酸钠(钾)
或
生产原理
油脂水解/碱性条件
去污原理
水中电离
RCOONa=
亲油基(憎水基)
亲水基
主要作用
使、、之间发生、、
简单图示
合成洗涤剂
固态:液态:
主要成分
生产原理
结构优化
1、确定合适的长度(12~18)。(过长性降低,过短性过强)
2、不含的烃基。(容易)
3、合理配方。(提高综合性能,环境污染、增白、香味等)
工业味精:。用量,能显著水与空气或其他物质的力(表面张力),提高工业生产效率,提高产品质量和性能。