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高中化学 选修二《化学与技术》知识点总结

时间:2019-10-19 13:47:28

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高中化学 选修二《化学与技术》知识点总结

萃丫又来更新化学知识了,下面是萃丫为同学们总结的化学选修二的知识点,有空赶快看一看吧!

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。400~500℃,常压。

钒触媒:V2O5

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 400~500℃,10MPa~30MPa

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N2-196℃,H2-183℃;(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+H2S==NH4HS+H2O

除CO:CO+H2O==CO2+H2K2CO3+CO2+H2O==2KHCO3

3、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的饱和NaCl溶液中

NH3+CO2+H2O==NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl

2、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

缺点:CO2来自CaCO3,CaO-Ca(OH)2-2NH3+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;

和过磷酸钙(俗称过磷酸石灰或普钙):

Ca3(PO4)2+ 2H2SO4=Ca(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(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(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

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(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。

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。

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+

(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):

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

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

还原剂CO的生成:C+O2==CO2CO2+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:6O2—12e-=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

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。

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(12~18)。(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,能显着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。

怎么样,萃丫的知识点对小伙伴们有帮助吗??

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