第壹單元進入化學工業
教學重點(難點):
1，化工生產過程中的基本問題。
2、工業硫酸的生產原理。平衡運動原理及其在化工生產條件控制中的意義和作用。
3.合成氨的反應原理。合成氨生產的適宜條件。
4.氨堿法生產原理。復雜鹽溶液中固體物質的結晶、分離和提純。
知識歸納:
1
硫酸生產
反作用原理
氣化:S+O2==SO2(有條件加熱)
催化氧化:2SO2+O22SO3
吸收:SO3+H2O = h2so 4 = 98.3%硫酸吸收。
原材料選擇
黃鐵礦:FeS2硫:s
反應條件
2SO2+O22SO3的放熱可逆反應(低溫高壓會提高轉化率)
轉換率，控制條件的成本，實際可能性。400℃ ~ 500℃，常壓。
釩催化劑:V2O5
三廢處理
廢氣:SO2+Ca(OH)2 = = caso 3+H2O caso 3+h2so 4 = caso 4+SO2 ↑+ H2O。
廢水:酸性，用堿中和。
廢渣:硫鐵礦廢渣——煉鐵、有色金屬；制造水泥和磚塊。
本地流通:充分利用原材料
能的利用
熱交換:利用反應釋放的熱量預熱反應物。
2
氨生產
反作用原理
N2+3H22NH3放熱且可逆的反應(低溫和高壓會增加轉化率)
反應條件:鐵催化劑400 ~ 500℃，65438±00 MPa ~ 30 MPa。
生產過程
1.氣化:N2:空氣(兩種方法，(1))液化後，蒸發分離氮氣和液氧，沸點N2-196℃，H2-183℃；(2)將氧氣燃燒成CO2，然後除去)。
H2:碳氫化合物水合物(產生H2和壹氧化碳或二氧化碳)。
2.凈化:避免催化劑中毒。
除了H2S: nh3h2o+H2S = = nh4hs+H2O。
除了co:co+H2O = = CO2+h2k2co 3+CO2+H2O = = 2k HCO 3。
3.氨的合成與分離:混合氣體在合成塔中合成氨。15%的混合氣體為氨，然後進入冷凝器液化氨，剩余的原料氣送入合成塔。
工業發展
1，原料和原料氣的凈化。2.催化劑(磁鐵礦)的改進3。環境保護
三廢處理
廢氣:H2S -直接氧化(選擇性催化氧化)，循環。
產生二氧化碳的尿素和碳酸氫銨。
廢液:含氰汙水-生化、加壓水解、氧化分解、化學沈澱、反洗爐等。
含氨汙水可采用蒸餾法回收氨，低濃度可采用離子交換法。
廢渣:制氫原料在氣化階段產生的廢渣。煤渣(煤)、炭黑(重油)。
三
蘇打生產
氨堿法
(索爾維)
將1和CO2引入含NH3的飽和NaCl溶液中。
NH3+CO2+H2O = = NH 4h co 3 NaCl+NH 4h co 3 = = nah co 3↓+NH4Cl
2、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑
缺點:CO2來源於CaCO3，Cao-Ca (OH) 2-2nh3+CaCl2+2h2o。
氯化鈣的處理成為壹個問題。而NaCl中的cl-沒有被充分利用，只有70%。CaCO3的利用是不充分的。
聯合方法
(侯)據
結合氨生產:
NH3和CO2均來自合成氨工藝；這樣，NH4Cl就成了另壹種產品肥料。綜合利用原料，降低成本和環境汙染，氯化鈉的利用率達到96%。
信息:
壹是利用硫酸生產化肥。
硫酸銨(俗稱硫酸銨或化肥粉):2h 3+h2so 4 =(NH4)2so 4；
和過磷酸鈣(俗稱石灰過磷酸鈣或過磷酸鈣):ca3(po4)2+2h2so 4 = ca(h2po 4)2+2 caso 4；濃硫酸的氧化。
(1) 2Fe+6H2SO4(濃)Fe2 (SO4)3+3SO2？+6H2O(與鋁相同)
(2)C+2H2SO4(濃)2SO2？+ CO2？+ 2H2O
S+2H2SO4(濃)3SO2？+ 2H2O
2P+5H2SO4(濃)2H3PO4+5SO2？+ 2H2O
(3)H2S+H2SO4(濃)= S+SO2？+ 2H2O
2HBr+H2SO4(濃縮)= Br2？+ SO2？+ 2H2O
8HI+H2SO4(濃縮)= 4I2+H2S？+ 4H2O
(4)2NaBr+3H2SO4(濃縮)= 2NaHSO4+Br2？+ SO2？+ 2H2O
2FeS+6H2SO4(濃縮)= Fe2(SO4)3+2S？+ 3SO2？+ 6H2O
(5)在濃硫酸中加入硫酸時，濃硫酸吸水，硫酸脫水，產生白色沈澱。
第二，氨氣
1.氮肥工業的原料與酸反應生成銨鹽。
2.工業原料硝酸可被催化氧化成NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O (Pt-Rh高溫)。
3.用作制冷劑時易液化，汽化時吸收大量熱量。
第三，純堿
苛性鈉(氫氧化鈉)是壹種可溶性強堿。與燒堿並列，業內稱為“兩堿”。燒堿和純堿都溶於水，呈強堿性，都能提供Na+離子。1，普通肥皂。
高級脂肪酸的鈉鹽通常是通過用稍微過量的苛性鈉皂化油和脂肪制成的。
如果直接以脂肪酸為原料，也可以用純堿代替燒堿制作肥皂。
第二單元化學與資源開發利用
教學重點(難點):
1，天然水凈化和汙水處理的化學原理，化學再處理的應用和意義。
硬水的軟化。中和法和沈澱法在汙水處理中的應用。
2、海水曬鹽。從海水中提取鎂和溴的原理及簡單工藝。氯堿工業的基本反應原理。
從海水中獲取有用物質的不同方法和過程。
3.石油、煤炭和天然氣綜合利用的新進展。
知識歸納:
方法
原則
天然水的凈化
凝結方法
混凝劑:明礬、綠礬、硫酸鋁、聚合鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等。
Al3++3H2O3H++Al(OH)3
絮狀膠體(吸附懸浮物)；正電荷(膠體雜質的聚集)。
生活用水凈化工藝:混凝沈澱-過濾-殺菌。
化學軟化方法
硬水:含有較多Ca2+和Mg2+的水，水少或不含水為軟水。
不利於洗滌，易形成水垢，降低導熱率，局部過熱，爆炸。
暫時硬度:由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的硬度。1，加熱方式
永久硬度:由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度。
2.制藥方法:純堿，生石灰和磷酸鹽
3.離子交換法:離子交換樹脂，不溶於水，但能與帶相同電荷的離子交換。
2nar+Ca2+= car 2+2na+再生:car2+2na+= 2nar+Ca2+
汙水處理
物理定律
初級處理:去除格柵間和沈澱池中的不溶性汙染物。預處理。
(微)生物方法
二級處理:去除水中可降解的有機物和部分膠體汙染物。
化學方法
三級處理:中和法——酸性廢水(熟石灰)和堿性廢水(硫酸和CO2)。
沈澱法-含重金屬離子的工業廢水(沈澱劑，如S2-)
氧化還原法。(實驗:電浮混凝法)
方法
原則
鹽的利用
海水制鹽
蒸發法(鹽場法)
當陽光照射時，海水中的水分蒸發，鹽沈澱。
鹽田的條件:地理位置(海灘，遠離河口)和氣候。
鹽田劃分:儲存池、蒸發池、結晶池。
苦鹵:從中分離出鹽的母液。
鹽的利用
電解(氯堿工業)
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
陽極:2cl-2e-= Cl2 =陰極:2h++2e-= H2 =
從海水中提取溴
井噴方法
1，氯化:Cl2+2br-= 2cl-+br2
2.吹出:空氣(或水蒸氣)吹出Br2。
3.吸收:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4然後用氯氣氧化氫溴酸。
從海水中提取鎂
特定過程
海水-氫氧化鎂-氯化鎂-鎂
堿(殼)/過濾鹽酸幹燥/電解
從海水中提取重水
蒸餾、電解、化學交換和吸附。
了解化學交換方法
化學工業
目的
石油
分餾(大氣壓，減壓)(物理學)
石油分為沸點不同的蒸餾產品，得到汽油(C5~11)、煤油(C11~16)、柴油(C15~18)等輕油，但產量較低。
裂化(化學)
多弄點輕油，特別是汽油。斷鏈。
分解(化學)
獲得重要的有機化工原料:乙烯、丙烯、丁烯等。
煤
註意這個問題
提高燃燒熱效率，解決燃燒過程中的汙染，分離提取化工原料。
幹餾
隔絕空氣加熱。焦爐煤氣(H2、甲烷、乙烯、壹氧化碳等。燃料)、煤焦油(進壹步提取的苯等芳香族化合物)、焦炭(金屬冶煉)等。
氣化
煤中的有機物被空氣或氧氣轉化為可燃氣體。c+水
液化
將煤轉化為液體燃料的過程。
直接液化:與溶劑混合，在高溫高壓下與氫氣反應，得到汽油、柴油、芳烴等。煤制油(內蒙古)。
間接液化:先轉化為壹氧化碳和氫氣，再催化合成碳氫化合物和醇類燃料。
壹碳化學
用化合物(甲烷、甲醇等)合成壹系列化學原料和燃料的化學。)分子中只含有壹個碳原子。
壹氧化碳:煤甲烷:天然氣。
電解飽和鹽水。
積極的是失去的，消極的是得到的。
陽極:活性電極，放電順序:S2->；SO32->；我-& gt；br-& gt；cl->；哦-& gt；NO3->；SO42->；F-
陰極:Ag+>Fe3+>；Cu2+>；H+(酸性溶液)> Pb2+>sn2+& gt；Fe2+>；Zn2+>；(H+)& gt；Al3+>；Mg2+>；na+& gt；Ca2+>；K+
(1)在電解飽和鹽水中，陽極產生氣泡，濕KI-澱粉試紙變藍，有刺激性味道的氣體變藍。陰極有氣泡，可燃氣體。
(2)如果電極互換:如果全部使用惰性電極(石墨或鉑)，可以互換(反應不變)；但是，如果原來的陰極是由鐵條制成的，它們就不能互換。如果互換，鐵作為陽極:Fe-2e-=Fe2+，陰極:2 h++ 2e-= H2；陰極產生的氫氧根離子會與陽極產生的亞鐵離子在溶液中反應生成氫氧化亞鐵(白色沈澱，會立即變成灰綠色，最終變成紅棕色)。
(3)陽離子交換膜有壹個特殊的性質，就是只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是只允許Na+通過，Cl-、OH-和氣體不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2混合而引起爆炸，又能防止Cl2和NaOH溶液反應生成NaClO，影響燒堿質量。
(4)陽極接電源正極，電源正極會不斷吸收電子，所以只能掛惰性電極，如碳棒、Pt。如果掛其他電極，比如鐵棒，電子會被電源正極吸收，Fe變成鐵離子，從而進入電解液，妳很快就會看到鐵棒不見了。至於為什麽用碳棒代替Pt，就是價格關系了。碳棒很便宜。
陰極接電源負極，電源負極在不斷產生電子，掛什麽都無所謂。如果掛鐵，會保護鐵不變成鐵離子。其實也可以在負極上掛壹根碳棒。在工業生產中，陰極壹般用鐵網代替鐵條，以增加反應接觸面。碳不易做成網狀，所以選用碳棒。
第三單元化學和材料的發展
教學重點(難點):
1，矽氧四面體的特殊性，壹些無機非金屬材料生產的化學原理。
形成對化學與材料發展關系的全面理解。
2、金屬冶煉原理、金屬腐蝕原理及防腐方法。
電解和電鍍原理。
3.常用高分子材料的生產原理。
知識歸納:
壹、無機非金屬材料
原料
原料
生產原理
性能和用途
傳統矽酸鹽材料
陶器和瓷器
黏土
高溫燒制
抗氧化、耐酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型。包含文章和藝術作品
玻璃
石英砂、石灰石、純堿
Na2SiO3CaSiO3
na2co 3+SiO 2·2na 2 SiO 3+CO2·CaCO3類似。
光學玻璃、耐腐蝕玻璃、不同顏色的玻璃。
水泥
石灰石、粘土
矽酸二鈣、鋁酸三鈣和鋁酸鈣鐵
研磨-煆燒-添加石膏等。-研磨
水力的，用作建築材料。
混凝土:水泥、沙子和礫石。
新材料
碳化矽
二氧化矽，碳
原文如此
SiO2+CSiC+CO↑
結構類似金剛石，硬度高，優質磨料，性能穩定，航天器塗層材料。
氮化矽
高純矽，N2
Si3N4
3Si+2N2Si3N4
3 sicl 4+2 N2+6 H2 = si3n 4+12 HCl
高熔點、高硬度和穩定的化學性質，用於制造軸承、燃氣輪機葉片和發動機受熱面。
簡單矽
高純焦炭和石英砂
矽
SiO2+2CSi+2CO↑
=SiHCl3+H2
氯化矽+硫酸+鹽酸
半導體工業
鉆石
甲烷
C
CH4 = = = = C(菱形)++2H2
研磨劑
其他新材料
C60(新型儲氫材料)、超導材料等。
第二，金屬材料
金屬活動順序表:
標記金屬冶煉的方法和範圍:
原料
設備
原則
冶鐵
鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
鼓風爐
生成還原劑CO: C+O2==CO2 CO2+C==2CO。
生鐵形成:Fe2O3+3CO==2Fe+3CO
煉鋼
鑄鐵件
氧氣頂吹轉爐
還原c %:2c+O2 = 2 CO2 Fe+O2 = 2 feofeo+c = co+Fe。
除雜:FeS+CaO=CaS+FeO脫硫。
添加合金元素:鉻、錳和鎳。
鋁冶煉
鋁礬土、純堿、石灰、煤、燃料油
電解槽
鋁土礦溶出:Al2O3+2NaOH = 2NALO2+H2O。
氫氧化鋁沈澱:NAA lo 2+CO2+2h2o = Al(OH)3↓+nah co 3。
氫氧化鋁脫水:2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
電解氧化鋁:2Al2O34Al+3O2↑ =
冰晶石(na 3 alf 6)-氧化鋁熔體含少量氟化鈣。
陽極:6o2-12e-= 3o2 ↑陰極:4Al3++12e-=4Al
金屬腐蝕和防護:
分類
例子
金屬腐蝕原理
化學腐蝕
氧氣、氯氣等。，對溫度影響很大。鋼鐵在高溫下容易氧化壹層氧化物。
電化學腐蝕
原電池反應，例如鋼
氧腐蝕(大部分):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+
金屬防腐方法
氧化膜
用化學方法在鋼和鋁的表面形成壹層致密的氧化膜。
電鍍
鍍鉻、鍍鋅、鍍鎳(在空氣中不易發生化學變化的金屬，原理)
其余的
改善環境，犧牲陽極(原電池負極)，外加電流等。
第三，高分子材料
分類:天然聚合物:澱粉、纖維素、蛋白質。
合成聚合物:聚×××
綜合法
舉個例子
基本概念
加聚
聚氯乙烯:
聚苯乙烯:
單體:
鏈接:
聚合度:
縮聚反應
聚酯纖維:
塑料的分類
結構
自然
舉個例子
熱塑性
線條形狀
溶於某些有機溶劑中，在壹定溫度範圍內會軟化、熔融、加工。
聚乙烯
熱固性
體型
不溶於有機溶劑，加熱時不會熔化。
酚醛樹脂
聚合物降解的分類:生物降解、光降解和化學降解。
廢舊高分子材料的再利用途徑:(1)再生、改性制成有用的材料和產品；(2)通過熱裂解或化學處理制備各種化學原料；(3)作為燃料回收利用。
化
例子
生產原理
氮肥
尿素
2 NH3+CO2 H2 NCO onh 4 H2 NCO onh 4 H2 NCO NH 2+H2O
硝酸銨
4 NH3+5o 24 NO+6H2O 2 NO+O2 = 2 NO 23 NO 2+H2O = 2 HNO 3+NO NH3+HNO 3 = nh4no 3
其余:碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨、氨水、硝酸鈣、硝酸鉀等。
磷肥
過磷酸鈣/過磷酸鈣
硫酸處理。成分:磷酸氫鈣、H2O和硫酸鈣。
其余:過磷酸鈣Ca(H2PO4)2、鈣鎂磷肥、KH2PO4等。
鉀肥
草木灰K2CO3、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀等。
復合肥料
磷銨復合肥、硝酸磷肥復合肥、硝酸銨、KH2PO4等。
殺蟲劑
例子
功能，影響
殺蟲劑
有機氯(DDT、六六六、DDE)、有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯等。
控制害蟲，增加作物產量。影響生物群落、土壤、大氣、水等。
殺真菌劑
波爾多液(硫酸銅、石灰)、石灰-硫磺混合物、除草劑等。
植物生長調節劑
乙烯利、矮壯素等。
肥皂
通式
肥皂成分
高級脂肪酸鈉(鉀)
RCOONa還是RCOOK
生產原理
油水解/堿性條件
去汙原理
水中的電離
RCOONa=RCOO-+Na+
親油(疏水)
RCOO-
親水基
鈉離子
主要功能
肥皂、油汙和水被浸濕、乳化和起泡。
簡單圖表
Unit 4化學與技術的發展教學重點(難點):1。化肥補充作物必需的養分，主要化肥的生產原理；了解農藥的組成、結構和性質是決定其防治害蟲效果的關鍵因素。化肥和農藥的使用及其對環境的影響。2.了解肥皂和合成洗滌劑的組成、特點、性能和生產原理。3.通過典型事例了解精細化學品的生產特點，認識到化工技術發展在滿足生產生活需要中不可替代的作用。知識歸納:
薩皮得
狀態:洗衣粉液體:洗幹凈
主要成分
烷基苯磺酸鈉
生產原理
結構優化
1.確定合適的碳鏈長度(12 ~ 18)。(太長水溶性降低，太短水溶性太強)2。沒有支鏈烴基。(易生物降解)3。合理的配方。(提高綜合性能，環境汙染，美白，香味等。)
工業味精:表面活性劑。小劑量可顯著降低水與空氣或其他物質的界面張力(表面張力)，提高工業生產效率，改善產品質量和性能。