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类型(完整版)高中化学选修2知识点总结.doc

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    关 键  词:
    完整版 高中化学 选修 知识点 总结
    资源描述:

    1、化学选修2化学与技术第一单元 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:S+O2=SO2 (条件 加热)催化氧化:2SO2+O22SO3吸收:SO3+H2O=H2SO4 98.3%的硫酸吸收。原料选择黄铁矿:FeS2 硫磺:S反应条件2SO2+O22SO3 放热 可逆反应(低温、高压会提升转化率)转化率、控制条件的成本、实际可能性。400500,常压。钒触媒:V2O

    2、5三废处理废气:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O废水:酸性,用碱中和废渣:黄铁矿废渣炼铁、有色金属;制水泥、制砖。局部循环:充分利用原料能量利用热交换:用反应放出的热预热反应物。2制氨气反应原理N2+3H22NH3 放热、可逆反应(低温、高压会提升转化率)反应条件:铁触媒 400500,10MPa30MPa生产过程1、造气:N2:空气(两种方法,(1)液化后蒸发分离出氮气和液氧,沸点N2196,H2183;(2)将氧气燃烧为CO2再除去)。H2:水合碳氢化合物(生成H2和CO或CO2)2、净化:避免催化剂中毒。除H2S:NH3H2O

    3、+H2S=NH4HS+H2O 除CO:CO+H2O=CO2+H2 K2CO3+CO2+H2O=2KHCO33、氨的合成与分离:混合气在合成塔内合成氨。出来的混合气体中15为氨气,再进入冷凝器液化氨气,剩余原料气体再送入合成塔。 工业发展1、原料及原料气的净化。2、催化剂的改进(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

    4、的饱和NaCl溶液中 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl2、2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O缺点:CO2来自CaCO3,CaOCa(OH)22NH3+CaCl2+2H2O CaCl2的处理成为问题。和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)与氨气生产联合起来:NH3、CO2都来自于合成氨工艺;这样NH4Cl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。资料:一、硫酸的用途肥料的生产。硫酸铵(俗称硫铵或肥田粉):2NH3 + H2SO4(NH4)2SO4;

    5、和过磷酸钙(俗称过磷酸石灰或普钙):Ca3(PO4)2 + 2H2SO4Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4; 浓硫酸的氧化性。( 1) 2Fe + 6H2SO4 (浓) Fe2 (SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (铝一样)(2)C + 2H2SO4 ( 浓) 2SO2 + CO2 + 2H2O S + 2H2SO4 (浓) 3SO2 + 2H2O 2P + 5H2SO4(浓) 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O(3)H2S + H2SO4 (浓) = S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 (浓) = Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4(

    6、浓) = 4I2 + H2S + 4H2O (4)2NaBr + 3H2SO4 (浓) = 2NaHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O 2FeS + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 2S + 3SO2 + 6H2O (5)当浓硫酸加入胆矾时,浓硫酸吸水,胆矾脱水,产生白色沉淀。二、氨气1、氮肥工业原料 与酸反应生成铵盐2、硝酸工业原料 能被催化氧化成为NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O (Pt-Rh 高温)3、用作制冷剂 易液化,汽化时吸收大量的热三、纯碱烧碱(学名氢氧化钠)是可溶性的强碱。它与纯碱并列,在工业上叫做“两碱”。烧碱和纯碱都易溶于水,呈强碱性,都能

    7、提供Na离子。1、普通肥皂。高级脂肪酸的钠盐,一般用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。如果直接用脂肪酸作原料,也可以用纯碱来代替烧碱制肥皂。第二单元 化学与资源开发利用教学重点(难点):1、 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。2、 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。3、 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(

    8、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

    9、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)2NaCl2H2O2NaOH+H2+Cl2阳极:2Cl-2eCl2 阴极:2H+2eH2海水提溴吹出法1、氯化:Cl22Br2ClBr22、吹出:空气(或水蒸气)吹出Br23、吸收:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4

    10、再用氯气氧化氢溴酸。海水提镁具体过程海水Mg(OH)2MgCl2Mg碱(贝壳)/过滤 盐酸 干燥/电解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(C511)、煤油(C1116)、柴油(C1518)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

    11、。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。电解饱和食盐水中。正阳失,负阴得。阳极:活性电极,放电顺序:S2-SO32-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-F-阴极: Ag+Fe3+Cu2+H+(酸性溶液)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+(

    12、1)在电解饱和食盐水中, 阳极有气泡产生,有刺激性味道的气体,湿润的KI-淀粉试纸变蓝。阴极有气泡,可燃气体。(2)如果交换电极:如果用的都是惰性电极(石墨或铂),那么可以互换(反应不变);但如果原来阴极用的是铁棒,那么不能互换,若互换,铁作阳极:Fe-2e-=Fe2+,阴极:2H+2e-=H2;阴极产生的氢氧根离子会和阳极产生的亚铁离子在溶液中反应,生成氢氧化亚铁(白色沉淀,不稳定马上变成灰绿色,最终变成红褐色)。(3)阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的

    13、Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。(4)阳极接在电源正极上,电源正极会不断地吸电子,所以只能挂惰性电极,如炭棒和Pt等,若挂其他,如铁棒,那么电子被电源正极吸收,Fe会变成铁离子,从而进入电解液中,你会很快看到铁棒不见了。那至于为什么用炭棒而不用Pt,则是价格关系。炭棒便宜。而阴极接在电源负极上,电源负极在不断产生电子,所以挂什么并没有什么大的关系,挂铁的话,反而保护了铁不变为铁离子。其实负极挂炭棒什么的,也可。在工业生产中一般阴极不用铁棒而做成铁网,增大反应接触面。而炭不易做成网状,所以选用炭棒。第三单元 化学与材料的发展教学重点(难点)

    14、: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:一、 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黏土高温烧制抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型。盛放物品、艺术品玻璃石英砂、石灰石、纯碱Na2SiO3CaSiO3Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaCO3类似光学玻璃、耐腐蚀玻璃,不同颜色玻璃。水泥石灰石、黏土硅酸二三钙,铝酸三钙、铁铝酸钙磨成粉煅烧加石膏等粉磨水硬性,用作建筑材料。混凝土:水泥、砂子、碎

    15、石新材料碳化硅SiO2,CSiCSiO2+CSiC+CO结构与金刚石相似,硬度大,优质磨料,性质稳定,航天器涂层材料。氮化硅高纯Si、N2Si3N43Si2N2Si3N43SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl熔点高、硬度大、化学性质稳定,制造轴承、气轮机叶片、发动机受热面。单质硅高纯焦炭、石英砂SiSiO22CSi+2CO=SiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl半导体工业金刚石CH4CCH4=C(金刚石)2H2研磨材料其余新材料C60(新型贮氢材料)、超导材料等二、 金属材料金属活动顺序表:标出金属冶炼的方法及范围:原料装置原理炼铁铁矿石、焦炭、石灰石、空气高炉还原

    16、剂CO的生成:C+O2=CO2 CO2+C=2CO生铁形成:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO炼钢生铁氧气顶吹转炉降低C:2C+O2=2CO 2Fe+O2=2FeO FeO+C=CO+Fe除杂质:FeS+CaO=CaS+FeO 脱硫 添加合金元素:Cr、Mn、Ni 炼铝铝土矿、纯碱、石灰、煤、燃料油电解槽铝土矿溶解:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O氢氧化铝析出:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3氢氧化铝脱水:2Al(OH)3=Al2O3+3H2O电解氧化铝:2Al2O34Al+3O2冰晶石(Na3AlF6)氧化铝熔融液,少量CaF2 阳极:6O212e-

    17、=3O2阴极:4Al3+12e-=4Al金属腐蚀及防护:分类实例金属腐蚀原理化学腐蚀氧气、氯气等,温度影响较大。钢材高温容易氧化一层氧化皮电化学腐蚀原电池反应,例如钢材吸氧腐蚀(大多):阴极1/2O2+H2O+2e-=2OH- 阳极Fe-2e-=Fe2+析氢腐蚀(酸性):阴极2H+2e-=H2 阳极Fe-2e-=Fe2+金属防腐方法氧化膜用化学方法在钢铁、铝的表面形成致密氧化膜电镀镀铬、锌、镍(在空气中不容易发生化学变化的金属,原理)其余改善环境、牺牲阳极(原电池的负极)、外加电流等三、 高分子材料分类:天然高分子:淀粉、纤维素、蛋白质合成高分子:聚乙烯、聚氯乙烯、合成橡胶合成方法举例基本概念

    18、加成聚合反应聚氯乙稀:聚苯乙烯:单体: 链节: 聚合度:缩合聚合反应涤纶、尼龙、酚醛树脂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:生物降解、光降解、化学降解废旧高分子材料的再利用途径:(1)再生、改性重新做成有用材料和制品;(2)热裂解或化学处理的方法制备多种化工原料;(3)作为燃料回收利用。化学肥料实例生产原理氮肥尿素2NH3+CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4H2NCONH2+H2O硝酸铵4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2H

    19、NO3+NO NH3+HNO3=NH4NO3其余:碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、硝酸钙、硝酸钾等磷肥过磷酸钙/普钙硫酸处理。成分:Ca(H2PO4)2H2O和CaSO4其余:重过磷酸钙 Ca(H2PO4)2,钙镁磷肥、KH2PO4等钾肥草木灰K2CO3,氯化钾,硫酸钾、硝酸钾等复合肥料铵磷复合肥、硝磷复合肥、硝酸铵、 KH2PO4等农药实例作用、影响杀虫剂有机氯(DDT 、六六六 、DDE)有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等。防治有害生物,提高农作物产量。影响生物群落、土壤、大气、水等。杀菌剂波尔多液(硫酸铜、石灰)、石灰硫磺合剂等、除草剂等植物生长调节剂乙烯利、矮壮素等肥皂通式肥皂成分高

    20、级脂肪酸钠(钾)RCOONa或RCOOK生产原理油脂水解/碱性条件 去污原理水中电离RCOONa=RCOO-+Na+ 亲油基(憎水基)RCOO-亲水基Na+主要作用使肥皂、油污、水之间发生润湿、乳化、起泡简单图示第四单元 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:合成洗涤剂故态:洗衣粉 液态:洗洁净主要成分烷基苯磺酸钠生产原理结构优化1、确定合适的碳链长度(1218)。(过长水溶性降低,过短水溶性过强)2、不含支链的烃基。(容易生物降解)3、合理配方。(提高综合性能,环境污染、增白、香味等)工业味精:表面活性剂。用量少,能显著降低水与空气或其他物质的界面张力(表面张力), 提高工业生产效率,提高产品质量和性能。

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