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文檔簡介

1、資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除化學選修2化學與技術第一單元走進化學工業(yè)教學重點(難點):1、化工生產(chǎn)過程中的基本問題。2、工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)原理。平衡移動原理及其對化工生產(chǎn)中條件控制的意義和作用。3、合成氨的反應原理。合成氨生產(chǎn)的適宜條件。4、氨堿法的生產(chǎn)原理。復雜鹽溶液中固體物質(zhì)的結晶、分離和提純。知識歸納:1制硫酸造氣:s+o2=so2(條件加熱)反應原理催化氧化:2so2+o2催化劑2so3吸收:so3+h2o=h2so498.3%的硫酸吸收。原料選擇黃鐵礦:fes2硫磺:s2so2+o2催化劑2so3放熱可逆反應(低溫、高壓會提升轉(zhuǎn)化率)反應條件三廢處理能量利用轉(zhuǎn)化率、控制條件的

2、成本、實際可能性。400500,常壓。釩觸媒:v2o5廢氣:so2+ca(oh)2=caso3+h2ocaso3+h2so4=caso4+so2+h2o廢水:酸性,用堿中和廢渣:黃鐵礦廢渣煉鐵、有色金屬;制水泥、制磚。局部循環(huán):充分利用原料熱交換:用反應放出的熱預熱反應物。2制氨氣反應原理2nh3n2+3h2高溫高壓催化劑放熱、可逆反應(低溫、高壓會提升轉(zhuǎn)化率)生產(chǎn)過程反應條件:鐵觸媒400500,10mpa30mpan1、造氣:2:空氣(兩種方法,(1)液化后蒸發(fā)分離出氮氣和液氧,沸點n2196,h2183;(2)將氧氣燃燒為co2再除去)。h2:水合碳氫化合物(生成h2和co或co2)2、

3、凈化:避免催化劑中毒。只供學習與交流資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除除h2s:nh3h2o+h2s=nh4hs+h2o除co:co+h2o=co2+h2k2co3+co2+h2o=2khco33、氨的合成與分離:混合氣在合成塔內(nèi)合成氨。出來的混合氣體中15為氨氣,再進入冷凝器液化氨氣,剩余原料氣體再送入合成塔。工業(yè)發(fā)展1、原料及原料氣的凈化。2、催化劑的改進(磁鐵礦)3、環(huán)境保護廢氣:h2s直接氧化法(選擇性催化氧化)、循環(huán)。co2生產(chǎn)尿素、碳銨。三廢處理廢液:含氰化物污水生化、加壓水解、氧化分解、化學沉淀、反吹回爐等。含氨污水蒸餾法回收氨,濃度較低可用離子交換法。,廢渣:造氣階段產(chǎn)生氫

4、氣原料的廢渣。煤渣(用煤)炭黑(重油)。3制純堿1、co2通入含nh3的飽和nacl溶液中nh3+co2+h2o=nh4hco3nacl+nh4hco3=nahco3+nh4cl氨堿法2、2nahco3na2co3+co2+h2o(索爾維)缺點:co來自caco,caoca(oh)2nh+cacl+2ho232322cacl2的處理成為問題。和nacl中的cl沒有充分利用,只有70。caco3的利用不夠充分。與氨氣生產(chǎn)聯(lián)合起來:聯(lián)合法(侯德榜)nh3、co2都來自于合成氨工藝;這樣nh4cl就成為另一產(chǎn)品化肥。綜合利用原料、降低成本、減少環(huán)境污染,nacl利用率達96。資料:一、硫酸的用途肥料

5、的生產(chǎn)。硫酸銨(俗稱硫銨或肥田粉):2nh3+h2so4(nh4)2so4;和過磷酸鈣(俗稱過磷酸石灰或普鈣):ca3(po4)2+2h2so4ca(h2po4)2+2caso4;濃硫酸的氧化性。(1)2fe+6h2so4(濃)(2)c+2h2so4(濃)s+2h2so4(濃)只供學習與交流fe2(so4)3+3so2+6h2o(鋁一樣)2so2+co2+2h2o3so2+2h2o資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除2p+5h2so4(濃)2h3po4+5so2+2h2o(3)h2s+h2so4(濃)=s+so2+2h2o2hbr+h2so4(濃)=br2+so2+2h2o8hi+h2so4

6、(濃)=4i2+h2s+4h2o(4)2nabr+3h2so4(濃)=2nahso4+br2+so2+2h2o2fes+6h2so4(濃)=fe2(so4)3+2s+3so2+6h2o(5)當濃硫酸加入膽礬時,濃硫酸吸水,膽礬脫水,產(chǎn)生白色沉淀。二、氨氣1、氮肥工業(yè)原料與酸反應生成銨鹽2、硝酸工業(yè)原料能被催化氧化成為no4nh3+5o2=4no+6h2o(pt-rh高溫)3、用作制冷劑易液化,汽化時吸收大量的熱三、純堿燒堿(學名氫氧化鈉)是可溶性的強堿。它與燒堿并列,在工業(yè)上叫做“兩堿”。燒堿和純堿都易溶于水,呈強堿性,都能提供na離子。1、普通肥皂。高級脂肪酸的鈉鹽,一般用油脂在略為過量的燒

7、堿作用下進行皂化而制得的。如果直接用脂肪酸作原料,也可以用純堿來代替燒堿制肥皂。只供學習與交流資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第二單元化學與資源開發(fā)利用教學重點(難點):1、天然水凈化和污水處理的化學原理,化學再水處理中的應用和意義。硬水的軟化。中和法和沉淀法在污水處理中的應用。2、海水曬鹽。海水提鎂和海水提溴的原理和簡單過程。氯堿工業(yè)的基本反應原理。從海水中獲取有用物質(zhì)的不同方法和流程。3、石油、煤和天然氣綜合利用的新進展。知識歸納:方法原理混凝劑:明礬、綠礬、硫酸鋁、聚合鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等混凝法al3+3h2o3h+al(oh)3天然水的凈化化學軟化法絮狀膠體(吸附懸浮物);帶正

8、電(使膠體雜質(zhì)聚沉)。生活用水凈化過程:混凝沉淀過濾殺菌硬水:含有較多的ca2+,mg2+的水,較少或不含的為軟水。不利于洗滌,易形成鍋垢,降低導熱性,局部過熱、爆炸。暫時硬度:ca(hco3)2或mg(hco3)2引起的硬度。1、加熱法永久硬度:鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度。2、藥劑法:純堿、生石灰、磷酸鹽3、離子交換法:離子交換樹脂,不溶于水但能與同電性離子交換2nar+ca2+=car2+2na再生:car2+2na=2nar+ca2+污水物理法(微)生物法一級處理:格柵間、沉淀池等出去不溶解的污染物。預處理。二級處理:除去水中的可降解有機物和部分膠體污染物。處理鹽的三級處理:中和法

9、酸性廢水(熟石灰),堿性廢水(硫酸、co2)化學法沉淀法含重金屬離子的工業(yè)廢水(沉淀劑,如s2-)氧化還原法。(實驗:電浮選凝聚法)方法原理太陽照射,海水中的水分蒸發(fā),鹽析出。海水制鹽蒸發(fā)法(鹽田法)利用只供學習與交流鹽田條件:地點(海灘、遠離江河入海口)、氣候。食鹽利用電解(氯堿工業(yè))2naoh+h2+cl22nacl2h2o資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除鹽田劃分:貯水池、蒸發(fā)池、結晶池??帑u:分離出食鹽的母液。電解陽極:2cl-2ecl2陰極:2h+2eh21、氯化:cl22br2clbr22、吹出:空氣(或水蒸氣)吹出br2海水提溴吹出法3、吸收:br2+so2+2h2o=2hb

10、r+h2so4再用氯氣氧化氫溴酸。具體過程海水mg(oh)2mgcl2mg海水提鎂堿(貝殼)/過濾鹽酸干燥/電解了解化學交換法海水提取重水蒸餾法、電解法、化學交換法、吸附法減壓)物理)(c1518)等輕質(zhì)油,但產(chǎn)量較低。石油化工目的分餾(常壓、把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物,得到汽油(c511)、煤油(c1116)、柴油(裂化(化學)獲得更多輕質(zhì)油,特別是汽油。斷鏈。列解(化學)獲得重要有機化工原料:乙烯、丙稀、丁烯等。關注問題干餾煤氣化液化只供學習與交流提高燃燒熱效率,解決燃燒時的污染,分離提取化學原料。隔絕空氣加熱。得焦爐氣(h2、ch4、乙烯、co等,燃料)、煤焦油(苯等芳香族化合物,

11、進一步提取)、焦炭(金屬冶煉)等。利用空氣或氧氣將煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體。c水把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。直接液化:與溶劑混合,高溫、高壓、催化劑與氫氣作用,得到汽油、柴油、資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除芳香烴等。煤制油(內(nèi)蒙古)。間接液化:先轉(zhuǎn)變?yōu)閏o和氫氣,再催化合成為烴類、醇類燃料。以分子中只含一個碳原子的化合物(甲烷、甲醇等)為原料合成一系列化工原一碳化學料和燃料的化學。co:煤ch4:天然氣。電解飽和食鹽水中。正陽失,負陰得。陽極:活性電極,放電順序:s2-so32-i-br-cl-oh-no3-so42-f-陰極:ag+fe3+cu2+h+(酸性溶液)pb2+sn2+f

12、e2+zn2+(h+)al3+mg2+na+ca2+k+(1)在電解飽和食鹽水中,陽極有氣泡產(chǎn)生,有刺激性味道的氣體,濕潤的ki-淀粉試紙變藍。陰極有氣泡,可燃氣體。(2)如果交換電極:如果用的都是惰性電極(石墨或鉑),那么可以互換(反應不變);但如果原來陰極用的是鐵棒,那么不能互換,若互換,鐵作陽極:fe-2e-=fe2+,陰極:2h+2e-=h2;陰極產(chǎn)生的氫氧根離子會和陽極產(chǎn)生的亞鐵離子在溶液中反應,生成氫氧化亞鐵(白色沉淀,不穩(wěn)定馬上變成灰綠色,最終變成紅褐色)。(3)陽離子交換膜有一種特殊的性質(zhì),即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許na+通過,而cl-、oh-

13、和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的h2和陽極產(chǎn)生的cl2相混合而引起爆炸,又能避免cl2和naoh溶液作用生成naclo而影響燒堿的質(zhì)量。(4)陽極接在電源正極上,電源正極會不斷地吸電子,所以只能掛惰性電極,如炭棒和pt等,若掛其他,如鐵棒,那么電子被電源正極吸收,fe會變成鐵離子,從而進入電解液中,你會很快看到鐵棒不見了。那至于為什么用炭棒而不用pt,則是價格關系。炭棒便宜。而陰極接在電源負極上,電源負極在不斷產(chǎn)生電子,所以掛什么并沒有什么大的關系,掛鐵的話,反而保護了鐵不變?yōu)殍F離子。其實負極掛炭棒什么的,也可。在工業(yè)生產(chǎn)中一般陰極不用鐵棒而做成鐵網(wǎng),增大反應接觸面。而炭不易做成網(wǎng)狀,

14、所以選用炭棒。只供學習與交流資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第三單元化學與材料的發(fā)展教學重點(難點):1、硅氧四面體的特殊性,一些無機非金屬材料生產(chǎn)的化學原理。形成對化學與材料發(fā)展關系比較全面的認識。2、金屬冶煉的原理,金屬腐蝕的原理和防腐方法。電解、電鍍的原理。3、常見高分子材料的生產(chǎn)原理。知識歸納:一、無機非金屬材料陶瓷原料黏土成分生產(chǎn)原理高溫燒制性能、用途抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高石灰石、casio3o2caco3類似傳統(tǒng)硅酸鹽材料玻璃石英砂、na2sio3高溫na2co3+sio2na2sio3+c純堿石灰石、硅酸二三水泥磨成粉煅燒加石膏等溫、絕緣、易成型。盛放物品、藝術品光學玻璃

15、、耐腐蝕玻璃,不同顏色玻璃。水硬性,用作建筑材料。黏土鈣鋁酸三粉磨混凝土:水泥、砂子、碎石鈣、鐵鋁酸鈣sic+co碳化硅sio2,csicsio2+c高溫結構與金剛石相似,硬度大,優(yōu)質(zhì)磨料,性質(zhì)穩(wěn)定,航天器涂層材料。氮化硅高純si、si3n4n23si2n2高溫si3n4熔點高、硬度大、化學性質(zhì)穩(wěn)定,制造軸承、氣輪機葉3sicl4+2n2+6h2=si3n4+12hcl片、發(fā)動機受熱面。si+2co單質(zhì)硅高純焦si炭、石英新材料sio22c高溫半導體工業(yè)金剛石砂ch4c=sihcl3+h2高溫sihcl3+h2si+3hclch4=c(金剛石)2h2研磨材料其余新材料二、金屬材料只供學習與交流

16、c60(新型貯氫材料)、超導材料等資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除金屬活動順序表:標出金屬冶煉的方法及范圍:原料裝置原理煉鐵煉鋼鐵礦石、焦炭、高爐石灰石、空氣生鐵氧氣頂還原劑co的生成:c+o2=co2co2+c=2co生鐵形成:fe2o3+3co=2fe+3co降低c:2c+o2=2co2fe+o2=2feofeo+c=co+fe吹轉(zhuǎn)爐除雜質(zhì):fes+cao=cas+feo脫硫添加合金元素:cr、mn、ni煉鋁鋁土礦、純堿、電解槽鋁土礦溶解:al2o3+2naoh=2naalo2+h2o氫氧化鋁析出:naalo2+co2+2h2o=al(oh)3油+nahco3石灰、煤、燃料氫氧化鋁脫

17、水:2al(oh)3=al2o3+3h2o電解氧化鋁:2al2o3電解4al+3o2金屬腐蝕及防護:金屬腐蝕原理金屬防腐方法分類化學腐蝕電化學腐蝕氧化膜電鍍其余冰晶石(na3alf6)氧化鋁熔融液,少量caf2陽極:6o212e-=3o2陰極:4al3+12e-=4al實例氧氣、氯氣等,溫度影響較大。鋼材高溫容易氧化一層氧化皮原電池反應,例如鋼材吸氧腐蝕(大多):陰極1/2o2+h2o+2e-=2oh-陽極fe-2e-=fe2+析氫腐蝕(酸性):陰極2h+2e-=h2陽極fe-2e-=fe2+用化學方法在鋼鐵、鋁的表面形成致密氧化膜鍍鉻、鋅、鎳(在空氣中不容易發(fā)生化學變化的金屬,原理)改善環(huán)境

18、、犧牲陽極(原電池的負極)、外加電流等三、高分子材料分類:天然高分子:淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)合成高分子:聚合成方法加成聚合反應聚氯乙?。壕郾揭蚁嚎s合聚合反應滌綸:舉例基本概念單體:鏈節(jié):聚合度:塑料分類結構性質(zhì)舉例熱塑性線型溶解于一些有機溶劑,一定溫度范圍會軟化、熔聚乙烯融,加工成形熱固性體型不易溶于有機溶劑,加熱不會熔融酚醛樹脂高分子材料降解分類:生物降解、光降解、化學降解只供學習與交流資料收集于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除(廢舊高分子材料的再利用途徑:(1)再生、改性重新做成有用材料和制品;2)熱裂解或化學處理的方法制備多種化工原料;(3)作為燃料回收利用。化學肥料實例生產(chǎn)原理尿素2nh3+co2h2ncoonh4h2ncoonh4h2nconh2+h2o硝酸銨4no+6h2o2no+o2=2no24nh3+5o2氮肥催化劑3no2+h2o=2hno3+nonh3+hno3=nh4no3其余:碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨、氨水、硝酸鈣、硝酸鉀等磷肥鉀肥復合肥料農(nóng)藥殺蟲劑過磷酸鈣/普鈣硫酸處理。成分:ca(h2po4)2h2o和caso4其余:重過磷酸鈣ca(h2po4)2,鈣鎂磷肥、kh2po4等草木灰k2co3,氯化鉀,硫酸鉀、硝酸鉀等銨磷復合肥、硝磷復合肥、

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