(完整版)高中化学选修2知识点总结.doc
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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
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