1、 3高中化學選修 2-【化學與技術】學問點總結2022第一章 化學與工農業生產一學習目標1、化工生產過程中的根本問題。2、工業制硫酸的生產原理。平衡移動原理及其對化工生產中條件把握的意義和作用。3、合成氨的反響原理。合成氨生產的適宜條件。4、氨堿法的生產原理。簡單鹽溶液中固體物質的結晶、分別和提純。二學問歸納工業制硫酸原料：主要有硫鐵礦或者硫磺、空氣、有色金屬冶煉的煙氣、石膏等。生產流程(1)SO2的制取(設備：沸騰爐)點燃高溫SO =SO4FeS11O8SO2FeO22222 3(2)SO2的催化氧化 (設備：接觸室)：催化劑2SO+O2SO223(3)SO的吸取(設備：吸取塔)： SOHO

2、=HSO。留意：工業上用98的濃33224硫酸吸取SO這樣可避開形成酸霧并提高吸取效率。3 ，三廢的利用尾氣吸取廢氣中的SO用氨水吸取，生成的(NHSO作化肥，SO循環使用。24 242SO2NHHO=(NHSOSONHHO=NHHSO2324 223243(NHSOHSO=(NHSOSOHO2NHHSOHSO=(NHSO2SO2HO4 23244 2424324 2422污水處理廢水可用Ca(OH)中和，發生反響為SOCa(OH)=CaSOHO。2廢渣的處理2232作水泥或用于建筑材料；回收有色金屬等綜合利用。催化劑反響條件： 2SOO2SO放熱 可逆反響低溫、高壓會提升轉化率223轉化率、

3、把握條件的本錢、實際可能性。 即選：400500，常壓，五氧化二釩VO 作催化劑。2 5以黃鐵礦為原料生產硫酸的工藝流程圖如下：反響原理催化劑N+3H2NH人工固氮技術合成氨H022高溫高壓3反響特點：(1)該反響為可逆反響。(2)正反響為氣體體積減小的反響。(3)正反響為放熱反響。條件的選擇條件是：(1)壓強：20MPa50MPa ； (2)溫度：500 ； (3)催化劑：鐵觸媒 ；(4)循環NH 再通過循環壓縮機送入合成塔。22生產流程造氣N2高溫Ha.利用焦炭制?。篊HO=COH222高溫b利用CHCHHO=CO3H4422凈化：原料氣凈化處理，防止催化劑中毒。合成：NH22通過壓縮機進

4、入合成塔并發生反響。三廢的利用廢氣：主要有HS，SOCO作為生產尿素和碳銨的原料。2222廢水：主要含氰化物和氨，分別承受不同的方法處理。廢渣：主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作肥料的原料。工業制純堿1.原料氨堿法又叫索爾維法聯合制堿法又叫侯式制堿法2主要反響原理二者根本一樣：NaClNHCOHO=NaHCONHCl32234O323223生產過程第一步：二者根本一樣；將 NH3通入飽和食鹽水形成氨鹽水，再通入CO2NaHCO3NaHCO3NHClNaCl4的溶液。其次步：氨堿法：NaHCO 分解放出的 CO (2NaHCONaCOCOHO)、濾液(含3232322NHCl)與石灰乳混合加熱

5、產生的氨氣回收循環使用CaOHO=Ca(OH)、4222NHClCa(OH)CaCl2NH2HO。42232濾液，已根本上是氯化鈉的飽和溶液，可循環使用。4綜合評價氨堿法：優點：原料(食鹽和石灰石)廉價；產品純堿的純度高；副產品氨和二氧化碳都可以回收循環使用；制造步驟簡潔，適合于大規模生產。70%74%，其余的食鹽隨CaCl2溶液作為廢液被拋棄；過程中產生了沒多大用途且難以處理的CaCl 。2聯合制堿法：使食鹽的利用率提高到 96%以上，應用同量的食鹽比氨堿法生產更多品純堿的氯化銨；過程中不生成沒多大用途、又難以處理的CaCl ，削減了對環境的污2染，并且大大降低了純堿和氮肥的本錢，充分表達了

6、大規模聯合生產的優越性。【典型例題】 純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業主要有“氨堿法”和“聯合制堿法”兩種工藝。請按要求答復以下問題：“氨堿法”產生大量 CaCl2廢棄物，請寫出該工藝中產生 CaCl2_；的化學方程式：寫出“聯合制堿法”有關反響的化學方程式：；(3)CO2是制堿工業的重要原料CO2的來源有何不同？ ；【答案】Ca(OH)2NHCl=CaCl2NH2HO，該反響的CaCl中的Cl來源于NaCl，Ca2242322來源于CaCO ，產生無用的CaCl ，降低了NaCl32NaClNHCOHO=NaHCONHCl ; 2NaHCO=NaCOCOHO3223432322“聯合制

7、堿法”中的CO2CO2來源于石灰石.其次章 化學與資源開發利用一學習目標了解化學在水處理中的應用。了解海水的綜合利用，了解化學科學進展對自然資源利用的作用。了解煤、石油和自然氣等綜合利用的定義。了解化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用。二學問歸納自然水的凈化水的凈化(1)混凝法常用明礬、綠礬、Fe(SOFeSO24 34Al33HO2Al(OH)3H。3(2)化學軟化法煮沸法除臨時硬度：Ca(HCOCaCOCOHO。3 2322MgCOHO=Mg(OH)CO3 23223222藥劑法：先加Ca(OH) ，再加NaCO223NaRCa22NaR=CaR2Na2、Mg22NaR=MgR2Na，且離子

8、交換樹脂能再生：CaR2Na=2NaRCa2。22污水處理中和法酸性廢水常用熟石灰中和，堿性廢水常用H SOCO中和。沉淀法2423Hg2Pb2Cu2NaSHg2S2=HgS，2Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS。海水淡化常用方法為蒸餾法、電滲析法等。留意：水的臨時硬度和永久硬度的區分：在于所含的主要陰離子種類的不同，由Mg(HCOCa(HCO所引起的水的硬度叫水的臨時硬度，由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等所3 23 2引起的水的硬度叫水的永久硬度。自然水的硬度是泛指臨時硬度和永久硬度的總和。海水的綜合利用海水制鹽以蒸餾法為主，主要得到NaClCaClMgClNaSO氯堿工業2224設備：離子交

9、換膜只允許Na+ 通過電解槽電解反響原理：2NaCl2HO=2NaOHHCl222海水提溴工藝流程主要反響原理：Cl 2Br=Br2Cl。22海水提鎂工藝流程主要反響原理高溫CaCOCaOCOCaOHO=Ca(OHMg2Ca(OH)=Mg(OH)Ca2Mg(OH)3222222電解2HCl=MgCl2HO、MgClMgCl2222留意：為提高反響中Mg2的濃度，將海水濃縮或用提取食鹽后的鹽鹵。電解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制鹽酸，循環使用，節約本錢。所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4雜質在加鹽酸前應除去，以保證MgCl2的純度。石油、煤、自然氣的綜合利用石油的綜合利用含義目的含義目

10、的(催化)裂化裂解通過催化劑催化高溫使含碳原子數多、 承受比裂化更高溫度(700 沸點高的烴斷裂為含碳原子數少、沸點低的 1000 )使長鏈烴斷裂成短鏈、不烴的過程飽和烴的過程提高輕質油，特別是汽油的產量和質量 獲得有機化工原料原料原料減壓分餾后的重油、石蠟等產品輕質燃料油：汽油、柴油、煤油等烯的產量石油分餾的餾分主要短鏈不飽和烴：乙烯、丙烯、丁烯等組成的裂解氣及少量液態烴催化劑CH8 18CH CH4 104 8舉例C H16 34催化劑加熱、加壓催化劑CH CH8 188 16CH4 10CHCH2 62 4加熱、加壓加熱、加壓催化劑CH4 10CHCH43 6加熱、加壓一樣點裂解就是深度

11、裂化，二者所得產物肯定比原反響物的碳原子數少511飽和烴，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直餾汽油不能。產物，主要含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量戊烷、戊烯和含硫化合物。自然氣的綜合利用除了直接用作燃料外，還可以制造合成氨原料氣H ，合成甲醇及其他化工原料。例如：2高溫自然氣重整的方程式：CHHO=CO3H422煤的綜合利用煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱，使之分解的過程，得到的固態物質焦炭，液態物質煤焦油、粗氨水，氣態物質焦爐氣的成分為HCHCO、CON 等。2422煤的氣化：是把煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程。主要反響：點燃高溫高溫2煤的液化22222直接液化：煤與氫氣作用生成液體燃料。間接液

12、化：先把煤轉化成COH2第三章 化學與材料的進展一學習目標了解社會進展和科技進步對材料的要求。了解化學對材料科學進展的促進作用。 了解有關的生產原理。了解用化學方法進展金屬材料外表處理的原理。了解我國現代材料爭辯和材料工業的進展狀況。了解材料的進展方向。二學問歸納傳統硅酸鹽材料傳統硅酸鹽材料玻璃石英砂、 NaSiO23石灰石、 CaSiO3純堿NaCO+SiO23高溫2NaSiO+23CO2CaCOSiO2高溫CaSiO3不同顏色玻璃。原料成分生產原理性能、用途陶瓷黏土高溫燒制溫、絕緣、易成型。盛放物品、藝術品水泥水泥石灰石、黏土SiO,C2硅酸二三鈣鋁酸三鈣SiCCO2磨成粉煅燒加石膏等粉磨

13、水硬性，用作建筑材料。混凝土：水泥、砂子、碎石高溫碳化硅SiO+C2SiC+CO氮化硅高純Si、 SiN3 4N23Si2N高溫2SiN3 43SiCl+2N+6H= SiN+12HCl4223 4構造與金剛石相像，硬度大，優質磨料，性質穩定，航天器涂層材料。片、發動機受熱面。材料砂SiSiO2C2高溫Si+2CO半導體工業單質硅=SiHCl+H32SiHCl+H32高溫Si+3HCl金剛石CH4C研磨材料CHC金剛石2H42其余 C 型貯氫材料、超導材料等60材料煉鐵原料煉鐵原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣生鐵裝置高爐原理復原劑COC+O=CO22CO+C=2CO2生鐵形成：FeO+3CO=2

14、Fe+3CO煉鋼吹轉爐2 3C:2C+O=2CO2Fe+O=2FeOFeO+C=CO+Fe除雜質:FeS+CaO=CaS+FeO22脫硫煉鋁鋁土礦、純堿、油電解槽添加合金元素：Cr、Mn、Ni鋁土礦溶解：AlO+2NaOH=2NaAlO+HO2 322氫氧化鋁析出：NaAlO+CO+2HO=Al(OH)+NaHCO22233氫氧化鋁脫水：2Al(OH)=AlO+3HO32 32電解氧化鋁：2AlO2 3電解4Al+3O2冰晶石(NaAlF )氧化鋁熔融液,少量CaF362陽極：6O2-12e=3O陰極：4Al +12e=4AI3+-2冰晶石的作用是作助融劑，降低氧化鋁的熔點。分類化學腐蝕分類化

15、學腐蝕金屬腐蝕原理實例氧氣、氯氣等，溫度影響較大。鋼材高溫簡潔氧化一層氧化皮原電池反響，例如鋼材電化學腐蝕吸氧腐蝕大多：陰極1/2O+HO+2-=2O-22酸性2H+2e-=H2陽極Fe-2e-=Fe2+陽極Fe-2e-=Fe2+金屬防腐方法氧化膜電鍍其余用化學方法在鋼鐵、鋁的外表形成致密氧化膜鍍鉻、鋅、鎳在空氣中不簡潔發生化學變化的金屬，原理 改善環境、犧牲陽極原電池的負極、外加電流等6【典型例題】 結合鋁生產的流程圖，答復以下問題：請答復：6 191工業冶煉金屬鋁用的是鋁土礦鋁土礦的主要成分 填化學)石油煉和煤的干餾產品(填物質名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。2050 ，工業上為了降低能量

16、消耗，在金屬鋁的冶煉中實行的措施是 。在冶煉過程中陽極材料需要定期地進展更換緣由是該極材料不斷被消耗產生這種現象的緣由是(用化學方程式表示)。電解生成的鋁在層。工業上制取金屬鎂時是電解熔融MgCl，電解反響方程式為，2鎂和鋁都是活潑金屬為什么在電解冶煉過程中一個用氯化物一個用氧化物。答案：(1)AlO石墨(或碳)2 3(2)參加冰晶石(NaAlF )和少量CaF362(3)2CO=2CO2(4)MgCl)MgCl22MgOMgCl2AlCl3是共價化合物，熔化時不能發生電離第四章 化學與技術的進展一。學習目標1質是打算其防治病蟲害效果的關鍵因素。化肥、農藥的使用及其對環境的影響。2、了解肥皂、

17、合成洗滌劑的組成、特點、性質及其生產原理。3中的不行替代作用。二學問歸納化肥與農作物化學肥料化學肥料實例尿素生產原理2NH+CO32HNCONH+HO222氮肥硝酸銨 O323NO+HO=2HNO+NO22NO+O=2NO22223NH+HNO=NHNO3343化學與技術學問點1.生活用水的凈化一、水的凈化與污水處理根本流程：自然水+混凝劑 過濾清潔水+消毒劑飲用水O2、CO2、H2S。除去水中的固體雜質和懸浮物：常用混凝劑為鋁鹽(如硫酸鋁、明礬、堿式氯化鋁等) 、三價鐵鹽等。原理為：Al33H2O=Al(OH)3(膠體)3H，Fe33H2O=Fe(OH)3(膠體)3H， 生成的膠體能吸附水中

18、的懸浮雜質而沉降，到達凈水的效果。消毒：常用的消毒劑為氯氣、漂白粉精、臭氧、二氧化氯等。對自來水進展暴曬是為了除去水中少量的次氯酸。水處理劑能殺菌消毒是由于它具有強氧化性。過氧化鈉不能用于自來水的殺菌消毒。O3反響產物無毒無害。消退水中的異味：活性炭顆粒的比外表積大，吸附力量強，讓水通過由細小的活性炭顆粒組成的濾床能夠除去水中的異味?；钚蕴吭谒膬艋^程中只發生物理變化。CO2除去水中的Ca和pH2.污水處理生物化學方法通常使用含有大量需氧微生物的活性污泥 廢物為養料生長生殖，將有機物分解為二氧化碳、水等無機物，從而到達凈化污水的目的。中和法酸性廢水常用熟石灰H2SO4CO2中和。沉淀法Hg2

19、Pb2Cu2Na2SHg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS。留意：一般不承受離子交換法，由于離子交換法價格昂貴。過濾用到的玻璃儀器出燒杯外，還有漏斗、玻璃棒分別HgHg回收純潔的金屬銅時應增加冷凝回流裝置以防止污染。3.水質檢測的工程: BOD、有機物、N、P、重金屬、pH富養分化的檢測工程: 水樣的總鉛、總銅、總鐵、陰離子外表活性劑、氨氮值硬水軟化 1臨時硬度和永久硬度硬水：含有較多鈣、鎂離子的水叫做硬水雨水為軟水參加少量肥皂水或飽和Na2CO3溶液，觀看是否有沉淀生成1 L10 mg CaO10 mg CaO7.1 mgMgO11)。臨時硬度：水的硬度是由Ca(HCO3

20、)2Mg(HCO3)2永久硬度：水的硬度是由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的，稱永久硬度。推斷臨時硬水和永久硬水的方法：加熱煮沸，觀看是否有沉淀生成(4)硬水的缺點和肥皂反響時產生不溶性的沉淀，降低洗滌效果。鈣鹽鎂鹽的沉淀會造成鍋垢，阻礙熱傳導，嚴峻時還會導致鍋爐爆炸。硬水的飲用還會對人體安康與日常生活造成肯定的影響.2硬水軟化(1)目的：降低硬水中Ca2、Mg2的含量使之到達規定標準。 能使得到的軟水中Ca2、Mg2的含量最低的方法是蒸餾法。明礬不能軟化硬Ca2、Mg2離子。檢測是否到達軟化標準可用總硬度試紙測定。(2)軟化方法加熱蒸餾法藥劑軟化法石灰蘇打法先加石灰，再加純堿、磷酸鈉法離子交換法

21、磺化煤作離子交換劑，磺化煤使用一段時間后會失去軟化力量，可將其放置在8%10%的食鹽水中浸泡以恢復軟化力量自然水要先通過陽離子交換樹脂，再通過陰離子交換樹脂。海水淡化海水淡化又稱脫鹽，利用物理、化學、生物方法將海水中溶解的鹽脫除。海水淡化的方法有蒸餾法、膜法電滲析、反滲透、冷凍法、離子交換法等。其中蒸餾法、膜法是主要方法。常用方法蒸餾法能耗大，本錢高；但設備相對簡潔，技術比較成熟改進方法：承受降低容器內壓強的方法，并安裝熱交換器。原理：壓強越大，液體的沸點越高。電滲析法耗能最少，本錢較低，海水淡化大多承受這種方法反滲透法效率最高冷凍法需要大量的能源一、氮的固定二、氨的合成1、定義：把大氣中的游

22、離態的氮轉化為氮的化合物缺氮: 植物的生長發育會緩慢或停滯2、類別： 自然固定：豆科植物的根瘤菌固氮、雷雨天產生NON2O22NO2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O =2HNO3 + NO 人工固定：合成氨等。二、合成氨工藝條件盡可能加快反響速率和提高反響進展的程度選擇適宜的壓強：20 MPa50 MPa選擇適宜的溫度：450左右使用催化劑：鐵觸媒催化劑活性受溫度影響實行循環操作：不斷補充氮氣和氫氣并準時液化分別出氨N2、H2 送回合成塔，以提高原料的利用率。原料氣的制備N2空氣；H2水和碳氫化合物制備N2物理方法：加壓、降溫，使空氣液化，然后減壓升溫，利用氮氣、氧氣的沸點不同

23、， 把氮氣分別出來化學方法：將空氣通過灼熱的炭層，然后通過堿液，得到氮氣制備H2將水蒸氣通過炎熱的煤層或焦炭，使水蒸氣與碳發生化學反響，生成一氧化碳和氫氣。凈化：防止催化劑中毒壓縮：增大轉化率熱交換器：充分利用反響熱，節約能源三、合成氨的生產工藝合成氨生產得到的氨可以直接用途肥料，也可用來生產硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨。4NH3 + 5O2 =催化劑/加熱= 4NO + 6H2O2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO使用食鹽、石灰石、氨可以制得純堿在飽和食鹽水中通入足量的氨氣，在通入足量的二氧化碳氣體，并將反響裝置昂在冰水中冷卻，即可獲得氫氧化鈉晶體。NaC

24、lNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O氯堿成產原理：電解飽和食鹽水離子交換膜的作用：防止Cl2H2避開Cl2NaOH 反響生成NaClO，影響NaOH檢驗氯氣：把潮濕的淀粉碘化鉀試紙放在電極四周，觀看試紙是否變藍檢驗氫氣：點燃看是否有爆鳴聲精制食鹽水時，先依次參加 BaCl2、Na2CO3、NaOH 等，使雜質成為沉淀過濾除去，然后參加鹽酸，調整溶液的pH原理：三、硫酸工業造氣S + O2=點燃=SO24FeS2 + 11 O2 =高溫= 2Fe2O3 + 8SO2接觸氧化2SO2 + O2=催化劑= 2SO3三氧化硫的吸取 SO3 + H2O H2SO4設備沸騰爐 沸騰爐出來的高溫爐氣除含有二氧化硫外，還含有多種