高中化学选修2化学与技术知识点总结高考docx文档格式.docx
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废水可用Ca（OH）2中和，发生反应为SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O。
（3）废渣的处理
作水泥或用于建筑材料；
回收有色金属等综合利用。
4.反应条件：
2SO+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。
即选：
400℃～500℃，常压，五氧化二钒
（V2O5）作催化剂。
5．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
人工固氮技术——合成氨
1．反应原理
N2+3H2
2NH3
＜0
高温高压
H
1
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反应特点：
（1）该反应为可逆反应。
（2）正反应为气体体积减小的反应。
（3）正反应为放热反应。
2．条件的选择
结合反应的三个特点及实际生产中的动力，材料设备，成本等因素，得出合成氨的适宜
条件是：
（1）压强：
20MPa～50MPa；
（2）温度：
500℃；
（3）催化剂：
铁触媒；
（4）循环
操作：
反应混合气通过冷凝器，使氨液化并分离出来，N2、H2再通过循环压缩机送入合成塔。
3．生产流程
（1）造气
①N2：
可用分离液态空气获得。
②H2：
a.利用焦炭制取：
C＋H2O=====CO＋H2
b．利用CH4制取：
CH4＋H2O=====CO＋3H2
（2）净化：
原料气净化处理，防止催化剂中毒。
（3）合成：
N2和H2通过压缩机进入合成塔并发生反应。
（4）三废的利用
①废气：
主要有H2S，SO2和CO2等。
采用直接氧化法、循环法处理，CO2作为生产尿素和
碳铵的原料。
②废水：
主要含氰化物和氨，分别采用不同的方法处理。
③废渣：
主要含炭黑和煤渣，可作建筑材料或用作肥料的原料。
5
工业制纯碱
1.原料
氨碱法（又叫索尔维法）：
食盐、氨气、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳
）。
联合制碱法（又叫侯式制碱法）：
食盐、氨气、二氧化碳
（合成氨厂的废气）。
2．主要反应原理
二者基本相同：
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
△
2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O
3．生产过程
第一步：
二者基本相同；
将
NH通入饱和食盐水形成氨盐水，再通入
CO生成NaHCO沉
淀，经过滤、洗涤得到NaHCO微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，
其滤液是含有NHCl和NaCl
的溶液。
第二步：
氨碱法：
NaHCO3分解放出的CO2
（2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O）、滤液（含
NHCl）与石灰乳混合加热产生的氨气回收循环使用
[CaO＋HO===Ca（OH）、
2NHCl＋Ca（OH）=====CaCl
＋2NH↑＋2HO]。
联合制碱法：
在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，
并通入氨气，可以使氯化
铵单独结晶沉淀析出，
经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。
此时滤出氯化铵沉淀后所得的
滤液，已基本上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。
4．综合评价
（1）氨碱法：
①优点：
原料（食盐和石灰石）便宜；
产品纯碱的纯度高；
副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；
制造步骤简单，适合于大规模生产。
②缺点：
原料食盐的利用率低，大约70%～74%，其余的食盐随CaCl2溶液作为废液被抛
弃；
过程中产生了没多大用途且难以处理的CaCl2。
（2）联合制碱法：
使食盐的利用率提高到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多
的纯碱。
另外它综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时生产出两种可贵的产
品——纯碱的氯化铵；
过程中不生成没多大用途、又难以处理的CaCl2，减少了对环境的污
染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
【典型例题】纯碱是一种重要的化工原料。
目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。
请按要求回答问题：
（1）“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：
____________________；
（2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：
_____________________________；
（3）CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？
________________________________；
【答案】
（1）Ca（OH）2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，该反应的CaCl2中的Cl－来源于NaCl，Ca2＋来源于CaCO3，产生无用的CaCl2，降低了NaCl的利用率。
（2）NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl;
2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O
（3）“联合制碱法”中的CO2来源于合成氨厂，“氨碱法”中的CO2来源于石灰石.
第二章化学与资源开发利用
1.了解化学在水处理中的应用。
2．了解海水的综合利用，了解化学科学发展对自然资源利用的作用。
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3．了解煤、石油和天然气等综合利用的定义。
4．了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。
天然水的净化
1．水的净化
（1）混凝法
常用明矾、绿矾、Fe2（SO4）3、FeSO4、聚合铝等作混凝剂，用明矾净水的原理是：
Al
3＋
＋
。
＋3HO
Al（OH）＋3H
（2）化学软化法
①煮沸法除暂时硬度：
Ca（HCO3）2=====CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
Mg（HCO3）2=====MgCO3↓＋H2O＋CO2↑、MgCO3＋H2O=====Mg（OH）2＋CO2↑。
②药剂法：
先加
Ca（OH）2，再加Na2CO3。
Ca2＋＋2NaR===CaR＋2Na
③离子交换法：
向硬水中加入离子交换剂
（如NaR），反应式为
2＋
2＋
、Mg
＋2NaR===MgR＋2Na，且离子交换树脂能再生：
CaR2＋2Na===2NaR＋Ca
2．污水处理
（1）中和法
HSO或HCO中和。
酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用
（2）沉淀法
等重金属离子可用
NaS除去，反应的离子方程式为
2－
Hg
、Pb
、Cu
＋S===HgS↓，
Pb2＋＋S2－===PbS↓，Cu2＋＋S2－===CuS↓。
3．海水淡化
常用方法为蒸馏法、电渗析法等。
水的暂时硬度和永久硬度的区别：
在于所含的主要阴离子种类的不同，由Mg（HCO3）2或Ca（HCO3）2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。
天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。
海水的综合利用
1．海水制盐
以蒸馏法为主，主要得到
NaCl和CaCl、MgCl、NaSO。
2．氯碱工业
Na+通过）电解槽
（1）设备：
离子交换膜（只允许
电解
（2）反应原理：
2NaCl＋2HO=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
3．海水提溴
（1）工艺流程
（2）主要反应原理：
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。
4．海水提镁
7
（2）主要反应原理高温
CaCO3=====CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca（OH）2、Mg2＋＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋Ca2＋、Mg（OH）2
＋2HCl===MgCl2＋2HO、MgCl2（熔融）=====Mg＋Cl2↑。
①为提高反应中Mg的浓度，将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤。
②电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。
③所得Mg（OH）2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去，以保证MgCl2的纯度。
石油、煤、天然气的综合利用
1．石油的综合利用
（1）分馏：
分为常压分馏和减压分馏，每种馏分仍是混合物。
（2）裂化与裂解
（催化）裂化
裂解
通过催化剂催化、高温，使含碳原子数多、
采用比裂化更高温度（700℃～
含义
沸点高的烃断裂为含碳原子数少、沸点低的
1000℃）使长链烃断裂成短链、不
烃的过程
饱和烃的过程
目的
提高轻质油，特别是汽油的产量和质量
获得有机化工原料，特别是提高乙
烯的产量
原料
减压分馏后的重油、石蜡等
石油分馏的馏分
产品
轻质燃料油：
汽油、柴油、煤油等
主要短链不饱和烃：
乙烯、丙烯、
丁烯等组成的裂解气及少量液态烃
C8H18――→
C4H10＋C4H8
加热、加压
举例
C16H34――→
C8H18＋C8H16
C4H10――→C2H6＋C2H4
C4H10――→CH4＋C3H6
相同点
裂解就是深度裂化，二者所得产物一定比原反应物的碳原子数少
①汽油指含有5～11个碳原子的烃，裂化汽油与直馏汽油不同，
裂化汽油中含不
饱和烃，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直馏汽油不能。
②裂解气中主要含乙烯、
丙烯、丁二烯等短链气态烃，而液化石油气是石油常压分馏的
产物，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。
2．天然气的综合利用
H，合成甲醇及其他化工原料。
例如：
除了直接用作燃料外，还可以制造合成氨原料气
天然气重整的方程式：
CH＋HO=====CO＋3H。
3．煤的综合利用
（1）煤的干馏：
将煤隔绝空气加强热，使之分解的过程，得到的固态物质焦炭，液态物
质煤焦油、粗氨水，气态物质焦炉气的成分为H2、CH4、CO、CO2、N2等。
（2）煤的气化：
是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
主要反应：
8
点燃高温高温
2C（s）＋O2（g）=====2CO（g），C（s）＋H2O（g）=====CO（g）＋H2（g），CO＋H2O（g）=====CO2＋H2。
（3）煤的液化①直接液化：
煤与氢气作用生成液体燃料。
②间接液化：
先把煤转化成CO和H2，再催化合成烃类燃料、醇类燃料及化学品等。
第三章化学与材料的发展
1.了解社会发展和科技进步对材料的要求。
了解化学对材料科学发展的促进作用。
2．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，
了解有关的生产原理。
3．了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。
4．了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况。
了解新材料的发展方向。
1.无机非金属材料
成分
生产原理
性能、用途
高温烧制
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高
陶瓷
黏土
温、绝缘、易成型。
盛放物
品、艺术品
石英砂、
Na2SiO3
玻璃
石灰石、
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+
CaSiO
传统硅
CO
↑
纯碱
光学玻璃、耐腐蚀玻璃，
酸盐材
不同颜色玻璃。
料
CaCO＋SiO2
CaSiO3＋
CO↑
硅酸二三
水泥
钙铝酸三
钙、铁铝酸
钙
磨成粉－煅烧－加石膏等－水硬性，用作建筑材料。
粉磨混凝土：
水泥、砂子、碎石
SiO2,C
SiC
碳化硅
SiO2+C
SiC+CO
高纯Si、SiN
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氮化硅
N2
3Si＋2N
SiN
3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl
高纯焦
Si
新材料
炭、石英
SiO2＋2C
Si+2CO↑
单质硅
砂
=SiHCl3+H2
SiHCl3+H2
Si+3HCl
金刚石
CH
C
CH4=====C（金刚石）＋2H2
其余新
C60（新型贮氢材料）、超导材料等
材料
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。
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。
半导体工业
研磨材料
2、金属材料
装置
原理
炼铁
铁矿石、焦炭、
高炉
还原剂CO的生成：
C+O2==CO2CO2+C==2CO
石灰石、空气
生铁形成：
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO
炼钢
生铁
氧气顶
降低C％:
2C+O=2CO2Fe+O2=2FeOFeO+C=CO+Fe
吹转炉
除杂质:
FeS+CaO=CaS+FeO脱硫
添加合金元素：
Cr、Mn、Ni
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炼铝
铝土矿、纯碱、
电解槽
铝土矿溶解：
Al2O3+2NaOH=2NaAlO+H2O
石灰、煤、燃料
氢氧化铝析出：
NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3
油
氢氧化铝脱水：
2Al（OH）3=Al2O3+3H2O
4Al+3O2↑
电解氧化铝：
2Al2O3
冰晶石（Na3AlF6）－氧化铝熔融液,少量CaF2
阳极：
6O2—12e-=3O2↑阴极：
4Al3++12e-=4AI
冰晶石的作用是作助融剂，降低氧化铝的熔点。
金属腐蚀及防护：
分类
实例
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
金属腐蚀原理
原电池反应，例如钢材
电化学腐蚀
吸氧腐蚀（大多）：
阴极1/2O
-
阳极Fe-2e
-2+
2+H2O+2e=2OH
=Fe
析氢腐蚀（酸性）：
阴极2H++2e-=H2
阳极Fe-2e-=Fe2+
氧化膜
用化学方法在钢铁、铝的表面形成致密氧化膜
金属防腐方法
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
【典型例题】
结合铝生产的流程图，回答下列问题：
请回答：
（1）、工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________（填化学式）。
石油炼制和煤的干馏产品________（填物质名称）作电解铝的阴极和阳极材料。
（2）氧化铝熔点高达2050℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是
________。
（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种
现象的原因是________（用化学方程式表示）。
电解生成的铝在
层。
（4）工业上制取金属镁时是电解熔融
MgCl，电解反应方程式为
_______________________，
镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，
一个用氯化物，一个用氧化物___________。
答案：
（1）Al2O3石墨（或碳）
（2）加入冰晶石（Na3AlF6）和少量CaF2
（3）2C＋O2===2CO；
下。
（4）MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑
AlCl
因为MgO熔点太高，MgCl熔点低，熔化时能发生电离而导电。
是共价化合物，熔
化时不能发生电离
第四章化学与技术的发展
一。
学习目标
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。
10
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。
化肥与农作物
化学肥料
尿素
2NH3+CO2H2NCONH2+H2O
氮肥
硝酸铵
2NO+O2=2NO
4NH3+5O2
4NO+6H2O
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