课件45张PPT。化学与技术课程设计思想 以化学知识为基础,介绍化学在自然资源开发利用、材料制造和工农业生产中的应用,使学生能运用知识对化学有关的一些技术问题做出合理的分析,强化应用意识和实践能力。化学与技术模块的3个主题:
主题1 化学与资源开发利用
主题2 化学与材料的制造、应用
主题3 化学与工农业生产主题1 化学与资源开发利用
主题2 化学与材料的制造、应用主题3 化学与工农业生产
化学与技术 技术发展的两种主要模式:
1.依靠偶然发现和实践经验的积累。如远古时期的陶瓷、玻璃和少数金属及合金材料的冶炼技术,人们不自觉地应用化学原理和化学过程。
2.以科学(化学)为基础的技术。在基本化学品的生产、材料制造、能源开发、化肥、农药、医药、染料的生产、环境保护等工农业生产的许多领域,化学的原理和方法成为技术进步的核心力量。走进化学工业
化学与资源开发利用化学与材料发展
化学与技术发展
《化学与技术》的体系人类需要—产品—化学反应原理—生产过程及其应用 线索基本化工-产品技术应用发展-精细化工 过程中体现技术的发展和化学对技术发展的促进作用内容的相对独立性--单元课题结构单元课题内容的选择和呈现以化学知识为基础,选取典型的化工生产过程、典型化学产品的反应原理
以化学反应原理及其应用为重点,以化学生产的基本问题(如原料及其综合利用、反应条件的控制、对能量的利用、环境保护等)为线索展开内容
重在认识化学在生产技术中的价值,而不过多地追究技术细节和复杂的生产过程 第一章篇章课题1
化工生产过程中的基本问题
课题2
人工固氮技术——合成氨
课题3 纯碱的生产化工生产过程中的基本问题
人工固氮技术-合成氨
纯碱的生产以硫酸为例,介绍简单生产过程:
重要的基本化工产品
必修介绍了硫酸生产的简单原理
硫酸生产过程的典型性,涉及到化工生产的基本问题,便于学生学习和讨论走进化学工业进一步介绍合成氨,体现化工生产的过程
体现对所学知识的应用
体现实验室研究与实际生产之间转化过程 纯碱的生产及发展过程
体现天然碱的生产与化工生产之间的联系
体现技术的发展过程路布兰法-索尔维法-联合制碱法(候氏制碱)第二、三单元课题1 获取洁净的水
课题2 海水的综合利用
课题3 石油、煤和天然气的综合利用注重原理和方法一碳化工产品合成途径课题1 无机非金属材料
课题2 金属材料
课题3 高分子化合物与材料以材料发展顺序为线索非金属材料-金属材料-高分子材料传统材料-新材料
与日常生活联系,并体现技术的发展3-3、3-103-18、3-29、3-38两种塑料加工成型示意图第四章课题1
化肥和农药
课题2
表面活性剂 精细化学品 以化肥、农药和表面活性剂为例,体现化学品在工业和农业生产中的广泛应用。
为教学内容由大宗化学品转向精细化学品作铺垫。
以肥皂、合成洗涤剂等表面活性剂为例,介绍精细化学品的生产特点,进一步说明化学在技术进步中的促进作用。教材的编写特点体现基础性、时代性和选择性的要求基础性——主要体现在以必修模块化学1和化学2为基础,学科知识的教学要求不超过“有机化学基础”“化学反应原理”“物质结构与性质”等选修模块。重在阐释实际生产过程的化学反应原理,不过分追求生产技术细节,通过典型化工、化工产品,使学生对化工生产过程有一个基本认识,初步树立一些核心观念和技术创新的意识,培养分析解决实际问题的能力。 时代性——主要体现在贴近学生的生活、关注社会的热点问题,反映科学技术发展的新成果等。体现时代性,并不排斥经典与传统,在介绍合成氨等经典化学生产时,更多地考虑尊重历史,突出技术创新对于经济、社会发展的关键作用;在介绍新技术生产时,更多地考虑开拓学生视野,并不断地提出问题,着力培养学生的实践能力和创新精神。帮助学生认识到,无论过去、现在和将来,化学与技术在解决社会发展所面临的诸多问题中始终发挥着积极而重要的作用。 揭示科学与技术的不同特点,培养学生解决实际问题的能力 本模块注意全面培养学生解决实际问题的意识和能力。教材涉及化学以外的物理、生物、地理等学科知识,体现技术应用的综合性;还涉及诸如环境保护、经济、风险评估、利弊权衡等态度、价值和决策有关的问题,体现技术实践的复杂性和多元化标准。通过思考和解决这些问题,有利于学生对科学探究过程加深理解,也有利于培养学生解决实际问题的能力。例如,利用海洋化学资源的紧迫性和技术复杂性、催化剂在高分子合成工业中的作用、如何合理地选择金属防腐方法、分析评价几种补充土壤氮肥的方案、如何获得优良的合成洗涤剂(分子结构的修饰和合理配方)等。科学与技术紧密相连、相互促进而又有各自不同的特点。在本模块中有意地提示学生辩证地看待科学、技术和社会的相互关系。例如,一碳化学、生物质资源的开发研究有利于缓解化石资源危机、C60等的研究可能会带来一系列新的技术进步、扫描隧道显微镜(STM)拓展化学研究手段、DDT等含氯有机农药应用所引起的风险等。谢谢大家,请提宝贵意见!
人民教育出版社 化学室
http://www.pep.com.cn
电话:
010-64016851
010-64016633-6234
6634
6734课件13张PPT。 1.在新疆与青海交界处有一山谷,人称魔鬼谷。每当人畜进入后,经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ==== 2NO放电或高温2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨发庄稼神秘的魔鬼谷氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定.人工固氮技术—合成氨(一)工业合成氨的反应原理思考:根据勒夏特列原理分析讨论合成氨
工业适宜的反应条件?1)浓度:使用过量的氮气。
2)温度:400~500℃;
3)高压:10MPa~30MPa;
4)催化剂(加快反应速率):铁
(二)工业合成氨的反应条件(三)工业合成氨的原料选择思考:
工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来源于哪里?N2主要来源于____氢气主要来源于____空气(从空气中分离出N2有哪些方法?)水和碳氢化合物(试写出C与水制取氢气的化学方程式)想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质有__________CO,CO2 和H2S(如何净化)(四)工业合成氨的四个生产过程:四个生产过程:造气, 净化,合成,分离(五)工业合成氨的工业流程:1、用图式表示合成氨的流程:原料气的制取净化合成分离液氨(五)工业合成氨的工业流程:合成氨的实地照片阅读书本P14~P15页后总结.(五)合成氨工业的发展小结:工业合成氨:
(1)原理:
(2)条件:
(3)生产过程:
(4)三废处理:练习:1.合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得,其中一步的反应为: (正反应放热),下列措施中,能提高CO转化率的是(??? )
A.增大压强??????????????? B.降低温度
C.增大水蒸气浓度????????? D.加催化剂
2.合成氨工业有下列流程:①原料气制备;②氨的合成;③原料气净化和压缩;④氨的分离。其先后顺序为(??? )
A.①②③④????? B.①③②④?????
C.④③②①???? D.②③④①CB课件21张PPT。化学:第一单元课题1《化学生产过程中的基本问题》课件PPT(人教版选修2)走进化学工业化工生产过程中的基本问题第一单元 课题一硫酸的用途思考:(1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸?硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。
浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.
(2)化学性质:
浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化(一)硫酸工业生产的原理思考:1. 自然界中存在的含硫的物质有哪些?2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?依据化学原理确定生产过程请写出有关的化学方程式!硫酸生产反应式(一)硫酸工业生产的原理第一步:第二步:第三步:以硫磺为原料:(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此:工业上制硫酸主要分 _________个生产过程.依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式(二)硫酸工业原料的选择以FeS2为原料思考:
为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿),
空气,和水依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生
产设备最少应分几部分?依据化学原理确定生产过程(三)硫酸工业生产的三个主要设备沸 腾 炉图片接 触 室图片98.3%H2SO4SO2 O2SO2
O2SO2 O2依据化学原理确定生产过程阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____越高注意:工业生产中压强的选择
往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考:是否压强越高越好 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 应选择压强:(2)常压生产中反应条件的控制(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气
硫酸工业生产的三个适宜条件: 生产中反应条件的控制阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择
往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 低应选择温度:(1)低温(400~5000C)
1. 如何处理尾气中的SO2?2. 如何处理废水中的酸性物质?3. 如何利用废渣和生产过程中的产生的
大量热能?工业:实验室:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的
沥青或用于制砖生产中的三废处理能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。在沸腾炉旁设置“废热”锅炉,产生蒸汽来发电;在接触室中设热交换装置。据测算,生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能,而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。化工生产过程:(1)确定化学反应原理
(2)选择原料
(3)选择设备和工艺流程
(4)三废处理(环境保护)
(5)能源的利用(综合经济利益)
(6)其它问题(如厂址,成本,反应条件等问题)小结:(本节课重点)1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” :
三种原料:
三个反应:
三个生产过程:
三个主要设备:
硫酸工业生产的三个适宜条件:
2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法.硫磺(或黄铁矿),空气,和水
造气,催化氧化,吸收沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查,了解一些化工厂是如何利用废热的。研究课题:利津石油化工厂的废气可否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料?课件15张PPT。纯碱的化工生产知道纯碱的用途吗?你想一想?获得纯碱的方法有哪些?自然界中有纯碱吗?鄂尔多斯天然碱厂纯碱生产车间
纯碱的生产
两种著名的制碱技术(1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法)
(2)联合制碱法(侯氏制碱法)总原理相同:两种著名的制碱技术原料来源和副产物不同氨碱法制纯碱原理(索尔维法)优点:不足:请分析氨碱法的优点?
有不足之处吗? 侯得榜在纯碱的生产过程中
哪些物质得到了循环使用? 在纯碱的生产过程中NaCl是否被充分利用?
作 业上网查阅资料:1、我国纯碱生产现状。2 、现阶段氯化钙的新用途。课件20张PPT。玻璃、陶瓷和水泥第三节1一、玻璃
二、陶瓷
三、水泥
四、玻璃和陶瓷的新发展主要内容1纯碱、石灰石、石英反应原理Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形的
玻璃态物质(或者Na2O · CaO · 6SiO2)普通玻璃的成分设备玻璃的性质物性:表面光滑、致密、硬而脆,没有固定熔点
化性:性质稳定,但易被氢氟酸和强碱腐蚀一、玻璃主要生产原料玻璃窑1思考:
玻璃为什么会被人工吹制成各种形状? 普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起形成的物质,主要成分是SiO2。玻璃不是晶体,而是玻璃态物质,这类物质没有固定的熔点,而是在某个温度范围内逐渐软化,在软化状态时,可被吹制成任何形状的制品。1玻璃的种类和用途1二、陶 瓷原料粘土生产过程粘土混合成型干燥烧结成品冷却性质抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型用途艺术品、餐具、建筑材料、化学仪器等1三、水 泥性能其它水泥具有水硬性原料石灰石、粘土生产过程普通水泥的成分硅酸三钙 3CaO●SiO2
硅酸二钙 2CaO●SiO2
铝酸三钙 3CaO●Al2O3原料研磨
混合 煅烧
(回转窑)成品加入石膏水泥沙浆、混凝土11四、玻璃和陶瓷的新发展1、光导纤维 你知道现在的长途电话信号是通过什么材料传输的吗?用它通信有哪些优点? 通过光导纤维传输。用它通信的优点:信息量大,原料来源广,质量小,不怕腐蚀,铺设方便,成本低,性能好,防窃听,无辐射等。 思考: 112、高温结构陶瓷性能
用途耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等制造发动机
制造航天飞机的防护片11、熔融烧碱应选用的仪器是: ( )
A、石英坩埚 B、普通玻璃坩埚
C、生铁坩埚 D、陶瓷坩埚课堂练习C2、下列物质不属于硅酸盐的是: ( )
A、粘土、 B、石英、
C、Al2(Si2O5)OH)4 D、Mg2SiO4 B3、石灰石是许多工业原料之一,但制取下列物质不需要石灰石的是: ( )
A、制硅酸、 B、制水泥、
C、制玻璃、 D、制生石灰A14、与普通玻璃的成分相同的是 ( )
A、钢化玻璃 B、有色玻璃
C、光学玻璃 D、石英玻璃A5、下列物质具有固定熔沸点的是: ( )
A、钢化玻璃 B、漂白粉
C、消石灰 D、水玻璃C6、下列不属于硅酸盐产品的是: ( )
A、水泥 B、砖瓦 C、 陶瓷 D、硫酸 D7、过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成
①水泥 玻璃 ③瓷器 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品 ( )
A. ① ④ B. ② ⑤ C. ③ D. ②B18、在水泥中加入石膏的作用是
—————————————————————
将——————-、——————————。———————按一定比例混合硬化后称为混凝土。调节水泥的硬化速度水泥砂子碎石1 水泥1玻 璃1陶瓷欣赏1陶瓷的生产过程1光导纤维1高温结构陶瓷氮化硅陶瓷结构陶瓷1课件18张PPT。新型无机非金属材料C60一颗璀璨的“明星分子”碳的三种同分异型体的比较金刚石石墨C60碳的三种同分异型体的比较“明星分子”的发现Robert F.Curl教授
(Rice University) Harold W. Kroto教授
(University of Sussex) Richard E. Smalley教授
( Rice University) C60的发现历程(一)——意外的发现(1)Harold W. Kroto的研究领域是星际分子问题 ;
(2)Richard E. Smalley研究的是各种元素原子簇的性质;Smalley发明了一台很好的仪器,叫激光超声波原子束射线测试仪,这台测试仪可以进行周期表内几乎所有元素的原子束的研究。 图2 质谱仪工作原理 图3 实验中得到的质谱图C60的发现历程(二)——结构的鉴定 Smalley和他的夫人(也是一位科学家)最初使用牙签搭建C60的模型,可惜没有成功;接着用计算机进行模拟也遭失败。 后来他们借助Kroto送给Smalley小孩的一些玩具模型搭成了一个球体(包含有12个五边形与20个六边形)后,向数学家Veech(同属Rice University)请教C60能是一种什么样的结构。Veech的答复是:“和足球的结构相同”。于是C60的结构就被确定了下来。 C60的发现历程(三)
——物性、谱学的研究STM(扫描隧道显微镜)测试图6 C60的STM原子分辨图C60的发现历程(四)
——制备方法的改进 1991年8月在美国费城举行了“C60及其衍生物研究”的学术报告会,同年10月在亚历山大凤凰城举行了另一场报告会。 两场报告会都是座无虚席,情景空前热烈。图7 电弧法制备C60的装置 但是改进后的方法产量还是小,从1000克石墨只能得到3克C60。
由于制备上的困难,C60价格非常昂贵,比如粗制煤烟20$/g,富含C60的煤烟80$/g,含多种球碳的煤烟500
$/g。提纯后C60-C70混合物的价格是1200$/g,几乎为当年黄金价格的100倍。 C60应用举例一、C60在超导体中的应用图1 M+处于C60的fcc晶格间隙 表1 几种碱金属掺杂C60的超导性质 1、掺杂C60的超导体2、C60的多聚物图2 C60的二聚物C116 有人曾经预测过,当C原子数达到540时,就可获得室温超导。二、C60F60 C60打开30个双键与氟发生加成反应生成C60F60,这是一种白色的粉末,耐高温(约700℃),可以用作超级固体润滑剂。因此,C60F60被称为“分子滚珠”。 三、C60的耐压性 在常压下碳的同素异形体中金刚石的硬度大,其次是石墨,C60最小。美国康奈尔大学的研究工作表明
:在中等压力下情况却完全不同,C60的耐压程度要远远超过金刚石。 C60具有非线性光学性质,可做成新一代光学电脑开关。 四、C60F60的非线性光学性质 可以合成顶端含C60的星型聚乙烯大分子,用作为多电子存储系统。五、用作多电子存储系统 将金属锂植入C60内部形成的LiC60化合物,可作为高能锂电池。六、LiC60七、用于制作"巴基管"――碳纳米的材料 碳纳米管简介 C60、C70只是福勒烯家族中的一员,除此之外,还有多种形式的碳单质相继被科学家所发现, 比如:碳纳米管、碳纳米颗粒、“巴基洋葱头”。碳纳米管可以看成用石墨层卷曲形成的管状结构,第一个碳纳米管由日本NEC公司的S.Lijima所发现。 图1 碳纳米管 碳纳米管由于其磁学、电学性能的改变,其应用领域变宽,比如用作催化剂或其载体、纳米导线、复合材料、纤维与药物等。
碳纳米管一个令人激动的应用领域就是替代半导体硅制备碳基电子器件。传统的硅半导体存在发热问题,由于碳纳米管的电子物理性质来源于几何结构(直径小于0.1nm即发现有量子效应)而不是来自掺杂,故其热稳定性好,可制得比硅芯片小百倍的器件。碳纳米管器件还可望代替CRT阴极射线管,解决笔记本电脑、大屏幕电视的显示等问题。
Richard E.Smalley曾经预言可用碳纳米管作“数字绘画”(又称为“分子焊接”):碳纳米管相当于画笔的笔杆;连在碳纳米管上的催化分子好像是画笔的鬃毛;而画布就是需要在其上构造分子层次结构的表面;那么溶液中漂浮着的反应物分子构成就是“绘画”了,碳纳米管末端的催化分子和反应物分子依画笔“数字”而发生变化。使用碳纳米管作分子“焊接”将提供构造复杂电子器件的途径,如分子精度的奔腾芯片。碳纳米管应用课件50张PPT。课题3 高分子化合物与材料第一课时 高分子化合物的合成
1.了解高分子化合物的分类和形成。
2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3.学会由高分子化合物推断单体。
一、高分子化合物
1.概念
相对分子质量从 化合物称为高分子化合物,简称为高分子,也称为 或 。
2.分类
按照来源可分为 和 。几万到几百万甚至更高聚合物高聚物天然高分子化合物合成高分子化合物3.表示方法
有机高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而成。如聚乙烯:
(1)结构简式: 。
(2)链节:(重复结构单元) 。
(3)聚合度:是指 的数目n。
(4)单体:是指 。聚乙烯的单体是 。?CH2—CH2?—CH2—CH2—高分子链所含链节能合成高分子化合物的小分子物质CH2==CH2二、加成聚合反应
1.概念
由含有 的低分子以 的方式结合成高分子化合物的反应,简称 。
2.加聚反应方程式的书写双键、三键或环状结构加成反应加聚反应?CH2—CH2? 三、缩合聚合反应
1.概念
单体分子之间反应生成高分子化合物,同时产生 的反应,简称缩聚反应。小分子副产物一、高分子化合物的分类与特点
按来源分高分子化合物可分为天然高分子和合成高分子。下列属于天然高分子的是________,属于合成高分子的是________。
①淀粉 ②塑料 ③蛋白质 ④合成纤维 ⑤羊毛 ⑥棉花 ⑦合成橡胶 ⑧油脂
[学生交流]
【提示】 ①③⑤⑥ ②④⑦ 高分子化合物是纯净物吗?有何特点?
[学生交流]
【提示】 (1)高分子化合物是混合物,不是纯净物。这是因为:对单个高分子来说,相对分子质量是确定的,但对一块高分子材料来说,它是由许多相对分子质量不等的高分子聚集起来的,实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。(2)高分子化合物有如下特点:
①有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104~106且是一个平均值;低分子有机物的相对分子质量一般在1 000以下,且是一个固定的数值。
②有机高分子化合物由若干个重复单元组成,低分子有机物分子组成、结构固定。
③有机高分子化合物与低分子化合物的物理、化学性质有较大差异。 下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是( )
A.合成的有机高分子化合物称为聚合物或高聚物,是因为它们大部分是由小分子化合物通过聚合反应而制得的
B.有机高分子化合物的相对分子质量虽然很大,但其结构却并不复杂
C.对于一块高分子材料,n是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的
D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类【解析】 有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类,合成高分子化合物主要由聚合反应制备。对于高分子化合物来说,尽管相对分子质量很大,但没有一个准确的相对分子质量,只有一个范围,高分子化合物的相对分子质量是平均值。它们的分子均由若干链节构成。
【答案】 C
【点评】 本题主要考查高分子化合物的特点与分类。
1.随着工业的高速发展,橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要,近年来,人们合成了一种无机耐火橡胶,它的结构应是( )
【解析】 注意把握题干中“无机”二字,很显然,A、B、D都是有机高分子化合物。
【答案】 C二、合成高分子化合物的聚合反应
加聚反应和缩聚反应是有机合成高分子的两大重要反应类型。二者反应的特点有何不同?
[学生交流]
【提示】 (1)加聚反应
特点:①无小分子的副产物生成;②所生成的高分子的式量是单体式量的整数倍;③高分子与单体具有相同的元素质量组成;④通过共价键结合,具有特定结构,故化学组成并不复杂。
(2)缩聚反应
特点:①反应中总伴随有小分子副产品如H2O、HCl、NH3等生成;②单体和聚合物的组成不同。 两大聚合反应的单体结构特点如何?加聚产物和缩聚产物的书写方式是否相同?
[师生互动]
【提示】 (1)单体结构特点:
①加聚反应单体一般常含 等结构,也就是说含有双键、三键或环状结构的低分子在一定条件下可发生加聚反应。
②缩聚反应:一般来说其单体至少有两个官能团。例如:HOCH2COOH;H2NCH2COOH;HOOC—COOH;HOCH2—CH2OH等等。
(2)加聚产物和缩聚产物的书写方程式不同:加聚产物没有端基原子或原子团,缩聚产物有端基原子或原子团。【归纳小结】
合成高分子化合物的主要化学反应 用于2008年北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯(CF2===CF2)与乙烯的共聚物,四氟乙烯也可与六氟丙烯(CF3CF===CF2)共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是( )
A.ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式
B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应
C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为
?CF2—CF2—CF2—CF2—CF2?
D.四氟乙烯分子中既含有离子键又含有共价键
【解析】 四氯乙烯和六氟丙烯分子中均含有不饱和键,可相互发生加聚反应,乙烯与四氟乙烯的反应为:nCH2===CH2+
nCF2===CF2―→?CH2CH2CF2CF2?;四氟乙烯与六氟丙烯的反应为:nCF2===CF2+
【答案】 CD
【点评】 明确加聚反应的原理是解题关键。2.下列塑料的合成,所发生的反应类型与另外三种不同的是( )
【解析】 判断反应类型,对高聚物进行识别,实际是变相地找单体。单体依次为:乙烯、氯乙烯、苯酚和甲醛、苯乙烯,进而得出酚醛树脂是缩聚产物,另外三种是加聚产物。
【答案】 C一种新的会呼吸的RGP隐形眼镜,正在国内悄悄地流行。越来越多的人开始认识RGP,了解RGP,戴上了RGP。会呼吸的RGP隐形眼镜的问世,可以说是近视者的一大福音,是隐形眼镜史上的创世纪突破。RGP是硬性透气性角膜接触镜,被称为“会呼吸的角膜接触镜”,是卫生部十年百项推广项目之一。
RGP有什么特点?透氧性高,安全性好,有一定的硬度和弹性,光学性能好,对青少年近视的加深有一定控制作用,对不规则散光、外伤引起的散光矫正效果好,早中期圆锥角膜的治疗,对高度近视、高度散光矫正效果好。
思考:角膜接触镜的主要成分是什么?
提示:角膜接触镜基本上可分为两类:硬质镜片和软质镜片,主要成分是高分子化合物。硬质镜片由聚甲基丙烯酸甲酯或醋酸纤维素丁酯制成;软质镜片由羟乙基丙烯酸甲酯与其他种类塑料混合成形。硅胶作为半硬性材料也可作成透气性良好的接触镜。
1.二十世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高作出了巨大贡献。下列各组物质全部是由化学合成得到的是( )
A.玻璃 纤维素 青霉素
B.尿素 食盐 聚乙烯
C.涤纶 洗衣粉 阿司匹林
D.石英 橡胶 磷化铟
【解析】 A项中纤维素是天然高分子化合物,B项中的食盐,可以从自然界的海水中提取,不必合成,D项中的石英其主要成分是SiO2,自然界中存在大量的SiO2,也不必合成,故选C。
【答案】 C2.下列有机物或有机物组合,在现有条件下不能发生聚合反应的是( )
【解析】 D项分子中的原子间以碳碳单键和碳氢单键成键,不能发生聚合反应。
【答案】 D3.某高分子化合物的部分结构如下:
下列说法中不正确的是( ) A.聚合物的分子式为C3H3Cl3
B.聚合物的链节为
C.合成该聚合物的单体是CHCl===CHCl
D.若n表示聚合度,则其相对分子质量为97n【解析】 从高聚物链状结构看,是以碳链形成的高分子,碳链中没有其他原子,故是通过加聚反应生成的高聚物。 重复单元为 ,故高聚物可以表示为?
【答案】 A
4.乳酸( )在一定条件下经聚合生成一 种塑料 。用这种新型塑料制成的餐具,在乳酸菌的作用下,60天内可以分解成无害的物质,不会对环境造成污染。在该聚合反应中,生成的另一种物质是( )
A.H2O B.CO2
C.O2 D.H2【解析】 乳酸属于羟基羧酸,它以酯化反应或分子间脱水反应的方式发生缩聚反应,生成高分子化合物聚乳酸和小分子化合物水。
【答案】 A 5.写出形成下列高分子化合物的化学方程式:
(1)CH2===CH—CN发生加聚反应:
______________________________________;
(2)CH2===CH2发生加聚反应:
______________________________________;【解析】 依据加聚反应,缩聚反应特点正确书写。
【答案】 6.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)的结构简式可用
表示,设聚合度n为3 000。回答下列 问题:
(1)该有机玻璃的单体为________,链节为________。
(2)有机玻璃的相对分子质量为________________。
【解析】 有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两种。合成高分子化合物主要由加聚、缩聚两类反应制备,加聚和缩聚是聚合反应的两种类型。对于高分子化合物来说,尽管相对分子质量很大,没有一个准确的相对分子质量,只有一个范围,但它们的结构均是由若干链节组成的。(1)根据有机玻璃的结构简式可知,生成有机玻璃的化学反应方程式为:
(2)根据相对分子质量=聚合度×链节,可知有机玻璃的相对分子质量=3 000×100=300 000。
【答案】
(2)300 000 课件24张PPT。复习回顾前面几节课我们学习哪几种金属?
这些金属有何用途?合金的广泛应用江苏省淮安中学 张正飞
2005年11月30日 我们很少使用纯金属,而主要使用合金。铝合金锅钛合金羽毛球拍镍合金门锁[思考与交流] 初中学过的合金知识,回答什么是合金?
一、常见合金的重要应用1、合金:两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。2、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。◇ 硬度大于各成分金属◇ 熔点低于各成分金属一般来说:思考交流:
(1)钢和铁哪个更硬?
(2)试比较钠、钾合金和钠(或钾)哪个熔点高(已知钠、钾合金常温下状态是液态)◇ 具有金属通性(1)铜合金:我国使用最早的合金司母戊鼎青铜:主要含铜和锡,有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀,主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。3、分类:黄铜:主要含铜和锌,有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀,主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜:主要含铜和镍,它不容易生铜绿,常用于制造精密仪器和装饰品。工业上常用铜合金来制造各种机械零件马踏飞燕麒麟斗牛象尊红铜铺(2)铁合金生铁钢(含碳量在2%~4.3%之间,还含硅、锰及少量硫、磷 )碳素钢{低碳钢(含碳0.3%~0.6%)高碳钢(含碳0.03%~0.3%)中碳钢(含碳0.6%~2% )合金钢:在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢)钢的含碳量越低,韧性越好,硬度越低;
含碳量越高,韧性越差,硬度越高。钢:用量最大,用途最广的合金根据含碳量其它几种常见合金的组成、性质和用途[课堂练习] 1、现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是:( )
A. Al–Si合金? B. Al–Cu–Mg–Mn–Si??合金??
C. Al–Mg合金?? D. 表面有氧化膜的纯铝
2、关于合金性质的说法中,错误的是 ( )
A.多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高
B.多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低
C.合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同
D.合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同 BD[课堂练习]3、物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上对应的序号。
(1)用铝定制成包装用的铝箔 ;
(2)用铝制成的高压铝锅 ;
(3)用铁粉回收照相业废液中的银 ;
(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。 ④①③② 思考与交流
实践活动
科学视野二、正确选用金属材料二、正确选用金属材料 思考与交流 某家庭准备装修门窗(计划使用十年),可共选用的材料有:木材、钢板、铝合金、塑钢(塑料),请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等,进行讨论分析,选用何种材料好? 提 示 选择材料时,需考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响………。
2003年底以来全国各地建筑材料价格都出现了上涨的情况。比如,钢材涨价超过了50%,水泥涨价超过了30%,木材涨价超过了10%。 铝质饮料罐在饮料业的发展中起到了举足轻重的作用,至今仍广泛使用,请你扮演不同的角色(见课本57页) ,分析是否应该停止使用铝质饮料罐。实践活动:结合调查并查阅有关资料写一篇有产铝质饮料罐的小论文。调查报告 中国的改革总设计师邓小平同志早在1992年春南巡时就指出:“中东有石油,中国有稀土,……一定要把稀土的事情办好,把中国稀土的优势发挥出来。”科学视野(见课本58页) :本节教材内容的知识网络:用途广泛的金属材料常见合金的重要应用正确选用金属材料铜合金钢四、整合总结[课堂练习]铜是生命必要的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2。
(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜(即:曾青?CuSO4?跟铁反应生成铜), 试写出该反应的离子方程式: 。
(2)尽管铜比铁较为稳定,但铜器表面经常会生成铜锈 [即:铜绿,化学式Cu2?OH?2CO3], 其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法: 。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。?铜的熔点是1183?4℃,铁的熔点是1534?8℃?
。Fe+Cu2+=Fe2++Cu 干燥空气中保存 铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型 2 、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、
铜四种金属的时间顺序是( )
A、铜、铁、铝、钛
B、铁、铝、铜、钛
C、铜、铁、钛、铝
D、铁、铜、铝、钛1、下列物质中,不属于合金的是( )
A、硬铝 B、黄铜
C、钢铁 D、水银DA三、课堂互动3、 我国在春秋战国时期,就懂得将白铁褪火处理得到相当于铸钢的物器(如锋利的宝剑),这一技术要比欧洲早就两千年,那么白铁褪火处理的主要作用是( )
A、除去硫、磷杂质
B、适当降低了含碳量
C、渗入了合金元素
D、改善表面的结构性质B课件49张PPT。第二课时 有机高分子材料
1.了解高分子化合物的结构和基本性质。
2.了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域的应用。
3.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
一、塑料制品的结构和性能
1.线型高分子:分子呈 状,可溶于 受热 , ,有 性。
2.体型高分子:高分子链之间 ,不易溶于 ,受热 ,有 性。长链有机溶剂软化熔融热塑通过化学键产生交联,形成立体网状结构有机溶剂不溶化热固二、性能优越的合成材料
1.塑料的改性
常用的方法有 、 、 。
2.功能高分子材料
(1)高分子材料发展的主要趋势是 、 、 、 和 。填充改性共混改性共聚改性高性能化功能化复合化精细化智能化
(2)功能高分子材料的特定功能主要通过以下三种途径获得:
① 。
② 。
③ 。
由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合通过化学反应在高分子主链和侧链上引入某些具有特
定功能的基团通过合理的加工成型实现材料的功能化
3.复合材料
(1)组成:复合材料由 和 构成。
(2)性能:具有 、 、 、 、 等优良性能。基体增强体强度高质量轻耐腐蚀抗冲击绝缘性好三、环境中的高分子材料
1.高分子材料的老化
(1)概念:高分子材料在使用过程中,由于 的现象。
(2)引起老化的原因:
①外因: 、热、光的作用,接触 、 、 和 等。
②内因:高分子链之间发生 ;高分子链发生 等。环境的影响,其强度、弹性、硬度等性能逐渐变差外力空气水微生物化学试剂交联变硬、变脆、丧失弹性断裂、相对分子质量降低而变软,发粘
(3)高分子材料的保护
①加入 、 和 等精细化学品改善其性能。
②避免接触 和 。光稳定剂抗氧化剂阻燃剂能与其发生反应或催化这种反应的化学试剂能使它们溶解的有机溶剂2.可降解高分子材料的开发
(1)可降解高分子材料定义:一类各项性能在 的材料。
(2)降解的定义: 的过程,主要涉及 、 、 三个过程。
(3)目前环境降解材料的开发以 为主。保存期和使用化学和物理因素引起聚合物分子断裂生物降解光降解化学降解生物降解材料期内满足要求,使用后在自然环境中可降解为无害物质3.废旧高分子材料的回收利用
废旧高分子材料的回收利用有三种途径
(1) 。
(2) 。
(3) 。通过再生和改性利用,重新做成多种有用的材料和
制品采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备
多种化工原料将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能3.废旧高分子材料的回收利用
废旧高分子材料的回收利用有三种途径
(1) 。
(2) 。
(3) 。通过再生和改性利用,重新做成多种有用的材料和采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能制品多种化工原料一、高分子化合物的结构与性质
按结构特点高分子化合物可分为哪两大类?二者有何关系?
[学生交流]
【提示】 (1)高分子化合物从结构特点上又可分为线型高分子和体型高分子。
(2)高分子链上还有能起化学反应的官能团的线型高分子,通过化学方法进行交联后转化为体型高分子。 何谓热塑性和热固性?
[学生交流]
【提示】 线型结构的高分子当受热到一定温度范围时,发生软化,熔融,可加工成各种不同的形状,即具有热塑性;体型结构的高分子受热不能熔化即具有热固性。【归纳小结】
线型结构、体型结构高分子材料比较 现有两种高聚物A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有机溶剂,并加热到一定温度下熔融成粘稠状的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确的是( )
A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B没有弹性
B.高聚物A一定是线型高分子材料
C.高聚物A一定是体型高分子材料
D.高聚物B一定是体型高分子材料
【解析】 A具有热塑性,应是线型结构,因而A可能有弹性和一定的溶解性;B具有热固性,应是体型结构,没有弹性,一般也不溶解于溶剂。
【答案】 C
【点评】 结构决定性质,性质反应结构。根据高分子化合物的性质可以判断出其结构特点,一般说来具有热塑性的为线型高分子,具有热固性的为体型高分子。
1.下列原料或制成的产品中,如出现破损不可以进行热修补的是( )
A.聚氯乙烯凉鞋 B.电木插座
C.自行车内胎 D.聚乙烯塑料膜
【解析】 聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜等都是用热塑性树脂加工而成的塑料,可以反复加工,多次使用,出现破损时可进行热修补,而电木插座是用热固性树脂电木加工而成的塑料,受热不熔化,出现破损时不能进行热修补。
【答案】 B二、功能高分子材料与复合材料
如何理解功能高分子材料和复合材料?
[师生互动]
【提示】 (1)功能高分子材料的涵义
包括具有新型骨架结构的高分子材料,还包括在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团,使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。
(2)复合材料的构成:
复合材料由两大部分构成,一部分称为基体,在复合材料中起黏结作用;另一部分称为增强体(也叫增强剂)在复合材料中起骨架作用。构成复合材料的基体与增强体的关系,就好像人体中的肌肉和骨头一样,各有各的作用。 功能高分子材料已应用到人类社会的各个领域,根据其性能不同可以分成哪几类?
[师生互动]
【提示】
功能高分子的分类 讨论废旧塑料制品的回收方法和适宜条件。
[师生互动]
【提示】 在日常生活中,塑料的应用量越来越广泛,废旧塑料也逐渐增多,为了消除环境污染达到增产节约的目的,必须把废旧塑料回收利用。回收塑料必须了解其种类和性能,根据其化学成分加以分类,才能使加工处理能够顺利进行,因此,塑料制品进行分类回收是回收利用的条件之一。 举例说明如下:废旧聚乙烯塑料可用来制造包装膜、容器、塑料管或日常生活用的容器等;废旧聚氯乙烯塑料主要有两种,一种是低密度的,可用来制薄膜、软管、垫片、电线和人造革等;另一种高密度的,可用来制硬板材、硬管(片、棒)等;废旧聚丙烯塑料,可用来制编织袋、容器、管道、绝缘材料等;废旧聚苯乙烯塑料可用来制汽车、仪表的零件等,解聚后的聚苯乙烯单体可再聚合成聚苯乙烯塑料。另外,废旧塑料还可以直接转化成汽油、柴油等,也可用于制备乳液涂料。【归纳小结】
功能高分子材料与复合材料比较 “耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用技术”获2004年度国家技术发明一等奖。该复合材料的强度比钢还大,在航空航天器中用来替代金属材料,可节约20%~30%的燃料。下列关于该材料的叙述中不正确的是( )
A.该材料属于新型无机非金属材料
B.该材料的化学性质非常稳定
C.与金属一样有较好的传热性能
D.可以替代金属作耐高温结构材料
【解析】 该物质为陶瓷复合材料,是热的不良导体,选项C不正确。它是新型的无机非金属材料,具有化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀等优点。
【答案】 C
【点评】 从概念、性能、应用等方面来比较功能高分子材料与复合材料,从而对这两种材料理解深刻。
2.下列物质不属于复合材料的是( )
A.碳化硅纤维 B.生物陶瓷
C.钢化玻璃 D.氮化硅陶瓷
【解析】 复合材料具备的特征是:能够承受高温、高强度,具备电学、光学特性,具有生物功能。而传统的非金属材料主要是指以硅酸盐为原料而制备的材料,如水泥、玻璃、传统陶瓷等。选项C中的钢化玻璃跟普通玻璃的成分是一样的,只是制作工艺稍有差别,钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷却而制得的。
【答案】 C材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是人类文明的重要里程碑。当今人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。除了传统的三大合成材料外,又出现了高分子膜,具有光、电、磁等特殊性能的高分子材料、生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。
思考:神六飞船返回时怎样“退烧”?
【提示】 神六飞船返回“釜底抽薪式退烧”——烧蚀。就是用一些高分子材料做飞船的蒙皮,有意识地让它在高温加热时烧掉,将热量带走,从而达到保存主要结构的目的。如玻璃钢。烧蚀防热是广泛用于载人飞船进入大气层时降温的一种方法,目前,随着技术的发展,烧蚀材料的种类越来越多。1.下列材料中属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料
A.①②⑤ B.②④⑤⑥
C.③④⑤ D.全部
【解析】 既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料都属于功能高分子材料。
【答案】 D
2.下列关于复合材料的说法不正确的是( )
A.复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的
B.复合材料保持了原材料的优点,又优于原材料的特点
C.在复合材料中,基体起骨架作用
D.在复合材料中,增强体起骨架作用
【解析】 复合材料中一定含有两种或两种以上的材料,但这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料,因此,复合材料保持了原材料的优点,克服了原材料的某些缺陷,也会产生优于原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的是增强体,起黏结作用的是基体。
【答案】 C3.下列说法不正确的是( )
A.线型结构和体型结构的有机高分子都可以溶解在适当的溶剂里
B.某些高分子化合物具有热固性,它们在受热时不会熔化
C.高分子链之间存在较强的作用力,因此高分子材料的强度都较高
D.普通高分子材料存在易被氧化、不耐高温等特点
【解析】 线型结构的有机高分子可以用适当的溶剂溶解,而体型结构的有机高分子一般不易被溶解;热固性高分子化合物受热时不会熔化;强度高是高分子材料的重要特性;含不饱和键的高分子材料易被氧化,线型结构的高分子材料不耐高温。
【答案】 A4.关于塑料的下列说法中,正确的是( )
A.塑料的主要成分是合成树脂,另外有少量具有某些特定用途的添加剂
B.塑料是以石油、天然气为原料,以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子
C.塑料制品容易被微生物分解,所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染
D.工程塑料具有某些优异的性能,但不可作为工程材料而代替某些金属
【解析】 塑料的主要成分是合成树脂,一般根据需要加入一些特定用途的添加剂。
【答案】 A5.A是烃的含氧衍生物,还原A生成醇B,氧化A生成羧酸C。由B、C发生缩聚反应可生成高分子化合物D,D的结构简式 为
请回答:
(1)D属________(填“体”或“线”)型高分子化合物,它一般________(填“易”或“不易”)导电。
(2)B的名称为________。
(3)C的分子式为________。
(4)写出由B、C制取D的化学方程式___________。【解析】 本题是在理解醇、醛、羧酸、高聚物的知识和相互转化关系的基础上,用已掌握的一元醇与一元羧酸进行酯化反应的原理解决多元醇与多元羧酸的酯化反应问题。题给信息有:
说明A、B、C三种物质分子中所含碳原子数和碳链结构相同。由高分子化合物D的分子式? 中存在酯的结构“ ”, 可知D是由醇与羧酸通过酯化反应缩聚而成的高聚化合物。
在酯化反应中羧酸分子中的羧基中的 保持不变,醇分子中—CH2—O—键保持不变,因此高聚物中 部分为羧基,—CH2—O—部分为醇羟基,根据这些规律可推断出生成D的是二元羧酸HOOC—COOH和二元醇OHCH2—CH2OH。这样本题的其他问题迎刃而解。
【答案】 (1)线 不易 (2)乙二醇 (3)H2C2O4(或C2H2O4)6.国际上通行的环保产品,至少应满足下列4个条件:①原料能再生;②加工无污染;③对消费者无危害;④废弃后可降解。常有不少厂家广告中称其保暖内衣是“绿色”“环保”“生态”产品,有的还称为纳米技术制造。其实保暖内衣面料一般由3层组成,上下两层为普通全棉或涤棉材料,中间层是保暖内衣的保暖精华部分,其生产方法不同,材料不同,性能不同,保暖效果也不同。其中间层通常3种材料:①聚乙烯薄膜,②涤纶和丙纶复合绒,③羊毛等其他保暖材料,根本不是纳米技术制造。 保暖内衣应该具有的散热与储热,透气与抗风,导湿与保温的功能也许真的要用纳米技术才能解决。
(1)下列说法正确的是( )
A.全棉是指天然棉花产品
B.涤棉是合成纤维
C.保暖内衣有三层所以保温效果好
D.保暖内衣不能透气否则保暖效果不好(2)环保产品应满足________、________、________、________4个条件。
(3)聚乙烯薄膜、涤纶和丙纶复合绒的制造都是以石油作为基础原料,写出以石油产品乙烯为原料合成聚乙烯的化学方程式:
______________________________________。
(4)上述保暖内衣能否称为环保内衣?_______________ ,
原因是______________________________________。【解析】 现在的保暖内衣散热效果透气性不好,故感觉保温好,C错;好的保暖内衣应透气好,导湿性好且储热能力好,故D错。课件34张PPT。从海水中获得的化学元素物质第一单元:
氯、溴、碘及其化合物
氯气的生产原理及性质国家海洋局海水淡化与综合利用研究所 ]海水循环冷却技术
]低温多效蒸馏海水淡化技术
]反渗透海水淡化技术
]大生活用海水进入城市污水系统后混合污
水的生化处理技术
]混合盐与氯化钾制取硫酸钾技术
]苦卤与氯化钾制取硫酸钾技术
]乙醇溴化法制溴乙烷
]盐田卤水提取(一水硫酸镁)镁肥
]二溴磷原药乳油中试技术
]TH系列防腐蚀涂料
氯气的发现:瑞典化学家舍勒舍勒 【瑞典】公元1742一1786 他测定过软锰矿(二氧化锰)的性质。证明软锰矿是一种强氧化剂。他用盐酸与软锰矿首次实现了下述反应:
? MnO2 +HCl → MnCl2+H2O+ C12 ↑
他发现,这种呛人的黄色气体(C12)能使染料退色,有许多奇特的性质。工业制氯气:电解食盐水:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 氯碱工业:阴极:
阳极:2Cl- -2e-=Cl2
2H++2e-=H2 向下排气法收集(>29)
向上排气法收集(<29)实验室制取氯气:1.原理:2.仪器及装置:1、2、3MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+MnCl2+8H2O+5Cl2↑ 仪器:
装置:
步聚:氯气的性质与用途:1.物理性质:2.化学性质:结论:黄绿色有刺激性气味的
有毒气体,比空气重。1.物理性质:颜色:
状态:
气味:
密度:
溶解度:
毒性:黄绿色气体有刺激性气味比空气大与水以1:2溶解有毒2.化学性质:棕褐色的物质变蓝色
有色布条褪色棕褐色的烟2KI+Cl2=2KCl+I2 Cl2+H2O=HCl+HClO
2Fe+3Cl2=2FeCl3(有水)2Fe+3Cl2=2FeCl3(点然)2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
Cl2+H2O=HCl+HClO化学性质总结:氯气是一种化学性质非常活泼的金属:1、可与多数金属反应。与Na、Cu、 Fe2、可与非金属反应。与H2 3、可与水反应。4、可与碱反应。与NaOH、 Ca(OH)2随 堂小测:1、关于氯气的叙述正确的是:
A、新制氯水中只含有Cl2和H2O分子
B、新制氯水可使紫色石蕊试液先变红后褪色。
C、光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2。
D、氯水放置数天后pH值变小。
3、下列物质分别滴到燥的红色布条上,不能使其褪色的是:
A、新制的氯水 B、盐酸 C、液氯
D、盐酸和次氯酸钠的混合物
4、向盛有KOH溶液的烧杯中通入足量的Cl2后,再将粉红色
的纸花放入溶液中,有何现象?
(B、D)(B、D)作业:1、写出下列反应的化学方程式:
1)实验室制氯气的原理
2)工业制氯 气的原理
3)氯气与湿润的碘化钾试纸反应
4)铁在氯气中燃烧
5)氯气与氢气反应
2、查阅有关中国氯碱工业资料(可看中学
教材全解68面或登陆中国氯碱网)再 见 !专题2: 从海水中获得的化学元素物质第一单元:
氯、溴、碘及其化合物
(第二课时)
氯气及次氯酸的性质2004年10月25日复习提问:1、工业制氯气的原理?
2、实验制氯气的原理?
3、工业制漂白粉的原理?
它的有效成份?氯水的定义:氯气溶解于水,常温下1体积的水能溶解2体积
的氯气。氯气的水溶液叫氯水. (呈黄绿色)思考:1、氯水为什么呈黄绿色?
2、氯气能与水反应吗?是溶于水的所有
氯气还是部份与水发生了反应?
3、氯水有哪些性质?
4、新制氯水中有哪些物质或粒子?
H2O Cl2 H+ Cl- HClO ClO- OH- 氯水的性质:先变红后变白有气泡放出褪色有白色沉淀生成新制氯水显酸性且有漂白 性,中含有H+ 和HClO新制氯水含水有HClO、HClO有氧化性新制氯水含中含有HCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑HCl+AgNO3=AgCl↓ +HNO3盐酸↓变红pH试纸氯水↓变红后褪色现象:测氯水的pH试纸先变后变白。
结论:新制氯水显酸性且有漂白性,新制氯水中
含有H+ 和HClOCl2 (部分) +H2O=HCl+HClO次氯酸氯气能与水反应:次氯酸见光易分解
2HClO = 2HCl+ O2↑光总结:1、弱酸性 HClO=H+ + ClO-
(比碳酸弱)
2、不稳定性
3、强氧化性(漂白性、杀菌性)演示次氯酸的性质:思考:1、Cl2还是HClO使有色布条褪色?如何证明?
2、久置的氯水的成分及颜色?
H2O H+ Cl- (稀HCl) 无色作业:1、写出下列方程式:1)氯气与水反应2)氯气与氢氧化钠反应3)氯气与氢氧化钙反应4)盐酸与硝酸银反应5)盐酸与碳酸钠反应6)次氯酸见光分解
思考 2、如果你住的社区发生氯气泄露,你该如何逃生?(查资料)再 见 !液氯和新制氯水的比较黄绿色液体黄绿色溶液H2O Cl2 H+ Cl- HClO ClO- OH-混合物纯净物 Cl2 棕色瓶装,阴凉处特制的钢瓶中 光照时次氯酸易分解,而次氯酸的减少使溶液中没有和水反应的Cl2又和水反应,这样循环反复,Cl2和HClO完全消耗,氯水最终变为稀盐酸而使溶液呈无色。因此,氯水应避光,棕色瓶存放,最好现用现制。氯水变质的原因:氯气和碱的反应Cl2+H2O=HCl+HClO
NaOH+HCl=NaCl+H2O
NaOH+HClO=NaClO+H2O+Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Ca(OH)2+Cl2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O氯气和碱的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Ca(OH)2+Cl2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O说明:次氯酸盐比次氯酸稳定,它极易与酸性较强的酸反应而转化为次氯酸。Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO}漂白原理工业上常用氯气和消石灰反应来制漂白粉。氯气和碱的反应Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO漂白粉的成分:CaCl2 和Ca(ClO)2的混合物漂白粉的有效成分: Ca(ClO)2思考:漂白粉能否露置在空气中?2HClO = 2HCl+O2光漂白粉应密封存放,以防失效。小资料 工业上生产漂白粉采用含有1%以下的游离水分的消石灰进行氯化,所用的氯气来自电解食盐水。漂白粉的成分比复较杂,主要有次氯酸钙、碱式次氯酸钙、氯化钙和碱式氯化钙,还有氯酸钙和游离的氢氧化钙。漂白粉的有效成分是次氯酸钙,其漂白能力用“有效氯”来衡量。有效氯是指含氯氧化剂与盐酸作用时放出的活性氯的含量。商品漂白粉的有效氯含量为30%一35%。漂白粉的漂白原理是其中的次氯酸钙溶于水产生次氯酸,进而与纤维织物、纸浆中的有色物质发生氧化还原反应生成无色物质。漂白粉曾广泛用作纺织、印染、造纸工业的漂白剂。漂白粉的另一方面的用途是作杀菌剂和消毒剂。 由于漂白粉有效氯含量低、含水率较高,又含有吸湿性很强的氯化钙,因而易分解失效,保持时间不长,在包装、运输、贮存上都受到不少限制。目前工业上多将石灰乳与氯气作用制成工业次氯酸钙即漂白精。漂白精有效氯含量高达70一75%,而且含水率低、稳定性好,保存时间长。在工业上漂白粉已逐渐被漂白精所取代,由于习惯上的原因,人们还常常把漂白精称为漂白粉。氯产品分类 氯化石蜡 氯乙酸 糊树脂 甲烷氯化物 环氧丙烷 漂粉精 次氯酸钠 白碳黑 ADC发泡剂 聚醚多元醇 环氧氯丙烷 烧碱的下游产品 :造纸 ·明年纸价将大幅上扬
·美国国际造纸公司将亚洲总部迁至上海
·江苏:向长江超标排污能罚10万
·中国纸业演绎国际竞争
·全球纸浆库存上升致浆价长期走势回落
·2003年度全国纸业效益十佳企业
·为求降价 欧洲买家继续对浆价施压
·充分利用俄罗斯木材资源促进造纸业建设 化纤 ·近期丙纶市场综述
·中国化纤业受困资源原料严重短缺
·本周粘胶长丝市场参考价格
·本周聚酯切片市场参考价格
·本周国内粘胶短纤市场参考价格
·本周国内聚酯短纤市场参考价格
·本周腈纶短纤市场行情
·本周锦纶切片市场行情 冶金 ·鲁能晋北铝业百万吨氧化铝项目奠基
·电解铝现货成本日益提高 提供铝价向上反弹空间
·中铝河南分公司将投资10多亿元建自备电厂
·2004年全球铝产量预估值下调0.82%
·山东铝业上调氧化铝出厂价逾5%
·亚洲铝业工业城明年3月在肇庆市建成
·焦作:2010年氧化铝产能将达220万吨
·澳权威部门:中国将是最大铝生产国 1.收集方法:a.向上排气法b.排饱和食盐水法2.尾气处理:NaOH溶液2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O 其 它 ·重庆纺织印染工业集中发展区启动
·萧山招考纺织行业经济形势分析会
·未来染整产品发展趋势和研发动态
·明年起印染造纸等七行业企业用水受限定
·欧盟化学品REACH法规对我国染料业及下游产业的影响
·到2010年我国纺织工业重点突破的28项关键技术
·1-8月全国印染业产销趋好利润负增长
·面料名镇广东西樵:五大体系支持产业创新 课件24张PPT。课题3 石油、煤和天然气的综合利用 必修2内容: 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃,同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。思考与交流石油炼制的目的是什么? 一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使它们物尽其用;另一方面。将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃作为化工原料,以提高石油的利用价值。汽油 C5~C11煤油 C11~C16柴油 C15~C18常压蒸馏塔重油 C20以上减压蒸馏塔燃料油沥青石蜡润滑油催化裂化石油气 C4以下Liquid petroleum gasLPG原油 石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较低,仅占石油总产量的25%左右。但社会需求量大的正是这些轻质油,为了提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量,还可以采用裂化的方法从重油中获取轻质油。 裂化就是在一定的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如,在加热、加压和催化剂存在的条件下,十六烷裂化为辛烷和辛烯:裂化有热裂化和催化裂化。热裂化催化裂化目的:提高汽油的质量和产量目的:提高汽油的产量缺点:温度过高,发生结焦现象催化剂:硅酸铝,分子筛(铝硅酸盐)实验 为获得有机化工的基本原料。在石油化工生产过程里,常用石油分馏产品(包括石油气)作原料,采用比裂化更高的温度(700~800℃,有时甚至高达1000℃以上),使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃,以提供有机化工原料。工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化,以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。石油裂解的化学过程是比较复杂的,生成的裂解气是一种复杂的混合气体,它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外,还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此,常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离,就可以得到所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。
阅读裂解定义:使具有长链分子的烃在700度以上高温时断裂成短链的烃的过程叫裂解目的:生产短链不饱和烃如工业“三烯”乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志用途:合成纤维,塑料,橡胶等总结裂化、催化裂化、裂解的对比归纳思考与交流 结合在必修化学所学内容,与同学交流:以乙烯为原料合成那些产品:体会乙烯在工业合成中的价值。合成:乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等学习第40页第一自然段回答:天然气的来源用途。2、天然气的利用
合成氨所需的氢气、制乙烯
、制甲醇、合成液体燃料、石油化工厂的景观二、煤的综合利用思考与交流 阅读课本40页第二段,说出煤的主要元素,目前煤的综合利用方法。 煤除了主要含碳外还含有少量的S、P、N、H、O等元素以及无机矿物质(主要有硅、铝、钙、铁等元素)煤是有机物和无机物组成的复杂混合物 1 、煤的干馏——
( ) 的过程叫煤的干馏。是一个( )过程 。把煤隔绝空气加强热使它分解 石油的分馏是物理变化、煤的干馏是化学变化过程。化学变化石油的分馏和煤的干馏的区别: 为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来的危害,近二三十年来,世界各国大力开展了对煤利用新技术的研究,其中主要包括对煤的液化和汽化技术。煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径,与此同时煤的燃烧效率等也得到提高?
2、煤的汽化与液化(1)汽化?? 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤汽化的主要化反应是指碳和水蒸气的反应。?????????????????????? C+H2O === CO+H2 ?? 这是一个吸热反应,所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应来提供。????????????????????? C+O2 ===CO2?? 碳燃烧时可以使用空气,也可以使用氧气,但得到的煤气成分、热值及用途都不同,分别叫低热值气和中热值气。中热值气在适当催化剂的作用下,又可以转变成高热值气。即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷。 ?????????????????? CO+3H2 →CH4+H2O 把煤粉和煤液化过程中产生的油跟氢气混合,在高温下经催化剂催化,进行加氢解聚反应,同时脱去硫、氮、氧等原子,生成固-液混合物的油、液化的煤以及含有未液化的煤和炭等固态物质。经过分离可以得到油,成为低氢、低硫的重质液体燃料。? (2)液化?? 煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程。煤的液化可以分为直接和间接两个途径。
间接液化的气化-液化法 首先把煤气化为H2、CO和CH4。用催化剂把气态物质转变为液态。 ??????????? nCO+2nH2→(CH2)n+nH2O ??????????? 2nCO+nH2→(CH2)n+nCO2?? 煤的液化是否能得到发展,决定于石油是否能满足不断增长的需要、煤跟石油的比价以及煤的液化技术的成熟程度。从世界范围来看,由于石油价格的增长,液化技术的日臻成熟,煤液化工业的再度兴起是可能的。对我国来说,目前汽油和煤的比价比国外更有利于发展以合成高级汽油为主要目的的煤的液化。在有煤地区发展煤的液化还是可以探索的。
碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料,用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化学。
???2? C+O ===2CO
C+H2O === CO+H2 CO+H2O === CO2+H2??高温条件,天然气重整:?
CH4+H2O = CO+3H2煤汽化的主要反应:三、煤化工和天然气化工的发展—碳化学典型例题 例1:工业上合成氨的原料气之一——H2有一种来源是取自石油气,如丙烷。
(1)有人设计了以下反应途径(假设反应都能进行),你认为最合理的是
A、 D、
B、
C、
(2)按照所选反应途径,理论上用1mol丙烷最多可制得氨
A、4mol B、4.7mol C、10mol D、2.7mol(3)所选反应途径最显著的特点是
A、简单易行
B、所得H2纯度高
C、所得H2产量高
D、可获得大量热能例2:如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯等芳香烃?写出实验步骤。取约5ml汽油,滴加溴水至溴水不褪色为止,再加入适量NaOH溶液除去剩余Br2,分液。取油层液体,滴加酸性KMnO4稀溶液,振荡。若KMnO4溶液褪色,则说明含有苯的同系物(甲苯、二甲苯)。例3:
C8H18在一定条件下受热裂化,可生成CH4、C2H6、C2H4、C3H6、C4H8五种混合气体,此混合气体的平均分子量为
A、14 B、57 C、38 D、无定值 作业 P45 8、9课件26张PPT。主题1获取洁净的水
2、你认为水污染还有其它原因吗?讨论一、天然水的净化 实验:在一杯浑浊的黄河水中撒入一药匙明矾粉末,观察现象。写出有关的离子方程式。
KAl(SO4)2= Al3+ +K++2 SO42-
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
分组实验2-1 结论:绿矾净水效果不如明矾 绿矾溶于水呈酸性,但碱性条件下更易氧化,使用时将PH调至9,变成效果更好的三价铁离子水中呈胶体状态的污染物质,通常都带有负电荷,若向水中投加带相反电荷的电解质(混凝剂),可是污水中的胶体颗粒失去稳定性,并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物质。目前常用的混凝剂有:明矾、碱式氯化铝、铁盐等。
注意:含铝混凝剂处理饮用水的安全性。
硬水和软水硬水
溶有较多量的钙离子,镁离子的水。
如矿泉水,自来水,以及自然界中的地面水和地 下水等。
软水
只溶有少量或者不含钙离子,镁离子的水。
如雨水,雪水,纯净水等。矿泉水和蒸馏水有什么区别?1实验2、化学软化硬度 硬度最初硬度是指水能溶解肥皂的程度
现在主要指水中含钙离子镁离子的浓度
☆硬度定义
1升水中含有10mmgCaO
或者相当于10mmgCaO)称为1度(1。)
硬度的种类暂时硬度 CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2
定义:由Ca(HCO3)2和Mg( HCO3)2引 起的硬度
煮沸暂时硬水时的反应:
请翻看书后的溶解度附表,
说出CaCO3 和MgCO3 溶解度的差别。CaCO3不溶, MgCO3 微溶 所以碳酸镁在进一步加热的条件下
还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。
实验二 所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2 ,
可以用稀盐酸洗,但是为了防止腐蚀设备,需要加入合适的缓蚀剂。永久硬度?思考:钙和镁形成的可溶性盐还有哪些?
还有:硫酸钙 硫酸镁 氯化钙 硝酸钙 硝酸镁
?思考:可以也象暂时硬水那样煮沸消除吗?
提示: 用反证法思考
比如说:假如氯化镁加热煮沸能反应的话,
生成什么物质?可能吗?
定义:
由钙镁硫酸盐和氯化物引起的,不能用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。
水的硬度 看课本:水中有哪些阴离子?哪些阳离子?
水的硬度往往是暂时硬度和永久硬度的总和。
阴离子有:HCO3-,CO32-,Cl-,SO42-,NO3- 等
阳离子有:Ca2+ ,Mg2+ 等 硬水和软水
硬水:硬度大于8度的水
软水:硬度小于8度的水
自然界中只有雨水、雪水这样的结晶水才是纯软水。
蒸馏水 暂时硬水 永久硬水煮沸蒸馏水和永久硬水暂时硬水永久硬水肥皂水蒸馏水你还能想出其他方法来吗?题33.有一最硬水,硬度是由碳酸氢镁引起的,测定硬度为30度。取一升这种水,常压下加热蒸发,最后得到残渣多少克?
【分析】
硬度的计算是把镁离子折算成氧化钙,只含有碳酸氢镁的暂时硬水加热煮沸,最后得到的残渣是氢氧化镁。 所以:
水中相当于含有钙离子的质量:
m=30度*10毫克/度=300毫克
钙离子看成是以氧化钙的形式,所以钙离子的物质的量为
n=300/56 毫摩尔
一个钙离子由一个镁离子折算得到,所以
n镁离子=n钙离子=300/56毫摩尔=0.3/56摩尔
最后镁离子转化为氢氧化镁,质量为:
0.32/56*58=0.31克 返回 硬水的危害硬水与人体健康长期饮用硬度过高的水对人体健康不利
高硬度水中与结合SO42-有苦涩味,还会使人的肠胃功能紊乱,出现站是性的腹胀,排气多,腹泻等现象。久居南方的人初到北方,开始一段时间会出现“水土不服”的现象,是因为北方不少地方饮用硬度比较高的地下水,而时间长了,胃肠逐渐适应后,这种现象就会随之消失。那么硬水毫无是处了吗?不对,否则怎么会有那么多的人要买矿泉水喝呢?原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素
科学和医学家们还调查发现,人的某些心血管疾病,如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率,与饮水的硬度成反比,水质硬度低,死亡率反而高。
长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。
我国规定:饮用水的硬度不得超过25度 硬水对我们的生产和生活也有很大的危害
洗涤———浪费肥皂
锅炉———结成水垢,危害生产
所以,我们必须将硬水进行软化。那么,就让我们接着学习硬水软化的方法吧!
返回硬水软化的方法煮沸法
离子交换法
石灰-纯碱法
其他方法煮沸法(复习)煮沸暂时硬水时的反应:仅仅适用于软化 硬水暂时性离子交换法碳质离子交换剂 离子交换树脂
——磺化煤(黑色颗粒,不溶于酸碱)
碳质离子交换剂:磺化煤 NaR 烟煤和褐煤用发烟硫或
浓硫酸处理后的产物 钠离子可以交换水中的钙镁离子
交换交换:
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
交换过程离子交换柱 返回交换过程 返回再生 交换并非是无止境的。
当交换后的水不再符合软水的标准时,
磺化煤就失效了,需要
再生: 用8%~10%的食盐水浸泡
磺化煤交换剂。
CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+
MgR2+2Na+=2NaR+Mg2+
再生过程是交换过程的逆过程。水质变化交换:
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
水质变化:
原水硬度降低
阴离子基本不变
钠离子数目大大增加
磺化煤缺点:不耐热,交换容量小,再生剂消耗大。
交换容量和原水硬度以及再生水平有关,影响因素较多。
优点:质量高,占地小,设备简单,操
作方便。
性状:透明或半透明,颜色有黄色,白色
等,形状 有交换膜,球状,柱状等用途:纯水制取(H型+OH型)硬水软化,
原料提纯,有机合成等。
缺点:原水硬度和碱度高时,经济效益不
好。
返回离子交换树脂石灰—纯碱法工业上也用化学药剂来软化硬水。
CaO白色粉末
CaO+H2O=Ca(OH)2 (避免灰尘污染)
想想还有哪些可能发生的反应?家用简易净水器课外探索1、了解家用简易净水器的工作原理。2、利用滤纸、木炭粉、细沙、沙砾、碎石、棉花等物品制作简易过滤器。
。每一层分别放上:滤纸、木炭粉、细沙、沙砾、碎石、棉花等课件18张PPT。课题1 化肥与农药三、化肥、农药的合理使用与环境保护农药危害:破坏害虫与天敌之间的平衡,造成蜜蜂大量死亡、家蚕中毒。造成土壤和作物的农药残留,造成毒害水生生物和污染水源。
化肥的合理使用:考虑土壤的酸碱性、作物营养状态等因素外,还必须根据化肥本身的化学性质进行科学使用。如硫酸铵使用于雨水充沛的地区;而硝酸铵使用于比较干燥的地区且和其它肥料混合使用。不合理使用造成土壤酸性增强,土壤板结,水体富营养化,产生水华等污染现象。
农药施用后,在作物、土壤以及其他环境中剩余的痕量取药及其代谢产物称为农药残留。如果人或其他高等动物长期食用残留农药达到一定浓度的食物,就会使农药在体内慢慢累积起来引起慢性中毒。农药残留及其危害主要有两种途径,(1)施用药剂对农作物的直接作用以及农作曲对土壤等环境中残存农药的吸收。例如在接近收获期施用过多,过浓的农药,会造成农产品中残留农药的过量。农药对作物这种污染取决于农药本身的化学性质,加工剂型以及施药时间和方式等,也与农作物的品种.特性有关:(2)通过食物链造成的富集。
?
资料卡片阅读下列材料,交流是否应该完全取缔化学农药的使用。 停《寂静的春天》简介 1962年6月《纽约人》杂志分三次发表了卡逊女士《寂静的春天》缩写本,9月出版全书。书是从一个震撼人心的“明天的寓言”讲起: “一个美丽而充满生机的美国中部小城,以其鸟类丰富多彩而驰名,当候鸟蜂拥而至的季节,人们会长途跋涉来这里观光。 ??一天随着一批携有杀虫剂居民的到来,很快发生许多不祥变化。神秘的疾病袭击成群小鸡;牛羊也病倒和死亡;孩子在玩耍时突然倒下,几小时后已经死去。能看到几只战栗小鸟,也已不能飞翔。小路两旁只有焦黄枯萎的植物,小溪也失去生命,因为水中已经没有鱼类。人从梦中醒来,再也听不到鸟儿歌唱,原野、森林和沼泽都是一片沉寂,一切声音都没有了,只有可怕的寂静……”卡逊在寓言最后说:“我知道并没有一个村庄经受过所描述的全部灾难,但其中某些灾难在有些地方确已发生”。 ??《寂静的春天》一经问世,很快遭到一片诋毁之声,并由此引发长达数年之久的杀虫剂论战。当时《纽约时报》的一条消息说:《寂静的春天》现在已成“喧嚣的夏天”。 论战是从对卡逊冷嘲热讽及人身攻击开始的,随后美国氰氨、孟山都和维希克尔等杀虫剂厂商,在农业部的暗中支持下,在对她开展强大攻势的同时还扬言要付诸诉讼,一些媒体也推波助澜,如《时代》周刊的评论中说:卡逊由于处理问题过于简单,所提出的许多引起人们恐慌的推论都是毫无根据的,是彻头彻尾错误的。
滥用杀虫剂造成恶性循环 药物DDT DDT是一种不易分
解的、化学物质十分稳
定的有机杀虫剂。
我相信大家都听过一种在20世纪50年代非常流行的杀虫药DDT吧。
它是一种杀虫的化学物。 这些DDT喷在植物上杀虫,其中大部分药物落在地面上、流进空气中,随着下雨,顺着地面的流水汇进大海。于是进入食物链中:浮游生物—鱼——鸟、兽。 兽、鸟体内积累的DDT的含量比海水中高出百万倍。DDT使鸟蛋的壳变软,孵化时极易压碎而孵不出小鸟,使得鸟数量减少;DDT还能引起妇女不孕。 DDT不仅危害人及其
他生物,就连从来用过
DDT的南极地区的企鹅
和北极附近的因纽特人
体内也有DDT。
返回 虽然现在世界上已禁止使用DDT,但有些国家还在违法使用。 从药物DDT这个例子中说明人类要竭力保护地球的生物圈!例题1、
材料一:(DDT)是20世纪60年代以前广为应用的一种杀虫剂,它由三氯乙醛和氯苯通过如下反应制备得到:
+2 → 据统计,由于使用了DDT等化学农药,减少病虫害,挽回的粮食损失占总产量的15%。若以世界粮食年产量18亿吨(70年代水平)计算,那么有27亿吨是由化学农药换回来的,相当于10多亿人一年的口粮。此外,DDT还能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传统疾病的害虫,从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。瑞士昆虫学家保罗·米勒因发现DDT药效,而于1948年荣获诺贝尔生理医学奖。 (1)氯苯是一种重要的化工原料,由苯和氯气生产氯苯的反应是
A.化合反应 B.分解反应
C.取代反应 D.加成反应答案:C 材料二:曾几何时,DDT因其稳定性、脂溶性、药效普适性等特点,而大量生产,普遍使用,以致最终造成环境污染。1962年美国生物学家卡尔松(Bachel Carson)在《寂静的春天》一书中,对包括DDT在内的农药所造成的公害,作过生动的描写:“天空无飞鸟,河中无鱼虾,成群鸡鸭牛羊病倒和死亡,果树开花但不能结果,农夫们诉说着莫明其妙的疾病接踵袭来。总之,生机勃勃的田野和农庄变得一片寂静,死亡之幽灵到处游荡……”此书问世引起社会强烈反响。从70年代初起,美国、瑞士等国相继禁止生产DDT。我国政府于1985年明令全部禁止使用DDT。 (2)下列关于DDT的说法不正确的是
A DDT也能杀死有益的生物
B DDT极易溶于水
C DDT是烃的衍生物
D DDT不易被生物分解答案: B DDT是烃的衍生物,属脂溶性化合物,难溶于水,对害虫、益虫均有毒杀作用,且不易分解。 材料三:为了杀灭对人类有害的昆虫,而又避免或减少污染环境和破坏生态平衡。化学工作者进行了不懈的努力,研制出多种新型杀虫剂,以代替DDT等农药。例如化合物A就是其中一种。 (3)化合物A含有的官能团有: 答案:有双键、羟基、醛基。课件24张PPT。课题2表面活性剂精细化学品 还包括:香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、印刷油墨及其助剂、感光材料、磁性材料、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、纺织印染剂及整理剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂、石油炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、精细陶瓷、稀土、电子化学品及材料、功能高分子材料、生物化工制品等。 精细化学品按用途可归纳为:医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、表面活性剂、粘接剂、催化剂、添加剂、食品和动物饲料添加剂、塑料、合成纤维和橡胶用添加剂等。三、精细化学品及其生产特点表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化工飞速发展与合成塑料、合成橡胶、合成纤维一并兴起的一种新型化学品,是精细化工品的重要门类之一,在日常生活、工业生产和科技领域有着非常重要的作用和广泛的应用。它是许多部门必要的化学助剂,其用量虽小,但收获甚大,往往能起到意想不到的效果,被誉为“工业味精”的美称。
1、精细化学品具有品种多、批量少、产值高等特点。 特点:用量少,显著降低水与空气或其他物质界面张力,大大提高工业生产效率,提高产品的性能和质量。小批量、多品种精细化工产品本身的用量不大。
药的服用量以毫克计;
食品添加剂的用量只是百万分之几;
染料是织物重量的3-5%对每一个精细化工部门来说,产品的品种通常会很多。
如染料:不同化学结构的品种为5232个。 小批量、多品种的特点决定了精细化工产品的生产通常采用间歇反应为主,采用批次生产。
用量小而效益显著
若在人造卫星的结构中采用结构胶粘剂代替金属焊接,节省一公斤金属,就有近十万元的经济效益。
在聚氯乙烯塑料中,采用耐温增塑剂代替普通增塑剂就可提高400C的使用温度 1、在灭火中的应用2、在化妆品中的应用 3、在石油工业中的应用4、在纺织工业中的应用5、在包装中的应用精细化学品在工农业生产中应用表面活性剂在消防灭火中的应用是用作泡沫灭火剂。对于木材、原棉等固体物的火灾,由于表面活性剂的渗透和润湿作用,使水易于透入燃料体内部而起到阻止火继续燃烧。对于油类等液体物的火灾,由于表面活性剂能加速油的乳化或凝胶化,以及灭火剂迅速在燃料油的表面上铺展开来,形成隔离膜,而起到灭火作用。泡沫灭火剂生成的泡沫是由泡沫灭火剂中高起泡能力的表面活性剂的作用形成的。 在灭火中的应用精细化学品在工农业生产中应用
近年来开发出一系列对皮肤有各种有益功能的霜膏,在配方中增添了各种有效成分,能促进皮肤新陈代谢和再生,解脂及增加皮肤蛋白,促进血液循环,防止皮肤变色,抑制皮肤病变,促使皮肤恢复正常生理功能,赋予皮肤柔软和缓解日晒红斑等。这类护肤霜受到从事各行业人们的喜爱。
制备护肤霜所用的乳化剂通常采用复配型的,既有良好的乳化性能,对皮肤的刺激性又小。常用的表面活性剂主要是非离子表面活性剂。 在化妆品中的应用精细化学品在工农业生产中应用 在石油工业中的应用石油产品添加剂之一——助燃剂
助燃剂或促燃剂是当今所研究的节油剂中的一种最主要的成分。由于它的作用,燃料雾化更好,燃料的气化率及扩散性提高,燃料的发火点降低,燃烧速度加快、燃烧效率增大、输出功率提高。
总之,助燃剂能使燃料燃烧得更充分,从而降低燃料消耗,达到节能目的,井减轻废气对环境的污染。 精细化学品在工农业生产中应用 在纺织工业中的应用织物的退浆、煮练和漂白加工过程统称为织物的前处理。
染料从染液向纤维表面和内部转移的过程大致分为3个阶段:吸附、扩散、固着。
染色助剂在染色中起着十分重要的作用。表面活性剂是品种最多、使用最广泛的一类染色助剂,它在染色中主要用作渗透剂、分散剂、匀染(缓染)剂以及固色剂、皂洗剂等。 精细化学品在工农业生产中应用抗静电剂
聚烯烃、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等塑料制品的表面,常因在成型过程中与模具或设备表面分开而积有静电,给人们生活增添了危害。消除塑料表面静电的方法中最普通的是使用抗静电剂。塑料包装材料常用的抗静电剂主要是表面活性剂。
表面活性剂型抗静电剂,其分子中的亲油部分牢固地吸附在塑料的表面,亲水部分从空气中吸收水分,从而在塑料表面形成薄薄的导电层,起到消除静电的作用。 在包装中的应用精细化学品在工农业生产中应用大量采用复配技术由于应用对象的特殊性,很难采用单一的化合物来满足各种特定的要求,需要多种组分配合起来才能达到目的。
如:洗涤剂就需要有乳化润湿作用的表面活性剂、柔软平滑剂、抗静电剂等。复配技术应用举例2、 精细化工具有技术密集附加值高的特点研究开发(R&D)投资高 工艺流程长 情报密集、信息快技术密集产品的更新换代快,市场寿命短,技术专利性强,市场竞争激烈等。 研究开发是指从制定具体的研究目标开始直到技术成熟进行投产前的一段过程。
开发一种新药需要5-10年,投资需2000万美元,达年销售额的14%。
一般精细化工产品研究开发投资占年销售额的6-7%是正常现象。
成功率较低:染料的专利开发中成功率通常只是0.1-0.2%.投资高单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格。如:
感光材料的成色剂合成单元反应多达十几步,最后产率有时会低于20%。
在制药工业中,除采用合成原料外,还要采用天然产物,或是用生化方法得到的半人工合成中间体。工艺流程长由于精细化工产品是根据具体应用对象而设计的,它们的要求经常会发生变化。一旦有新的要求提出,就必须按照新要求来重新设计结构,或对原有的化学结构进行改进,其结果就会产生新产品。
大量的基础研究工作产生的新化学品也不断地需要寻求新的用途。 情报密集、信息快 技术密集的特点反映在精细化工产品的生产中是技术保密性、专利垄断性强。 厂家通过自己拥有的技术开发得到的技术进行生产,并以此为手段在国内及国际市场上进行激烈竞争。 附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值。
是指当产品从原材料开始经加工到生产出产品的过程中实际增加的价值。包括利润、工人劳动、动力消耗以及技术开发等费用。附加价值高一个新药约需5~10年时间,耗资2000万美元,这种研究是必需的,但风险较大。拓展材料---化学与药物设计、制造自学例题 关于卡托普利的说法正确的是
A、它是一种蛋白质
B、它会发生水解反应
C、卡托普利是治疗新脑血管疾病的
D、药物与受体之间包括氢键、范德华力、离子键、疏水作用等。C、D作业:P104 8、11表面活性剂重金属去除技术中的应用废气净化中的应用对植物吸收有机毒物的影响表面活性剂的环境安全性表面活性剂对土壤的修复表面活性剂对土壤的危害在医药行业中
作为杀菌剂和消毒剂使用 废纸脱墨剂 在皮革工业的应用 在油田中的应用药剂制备过程
的应用 树脂障碍
控制剂 课件29张PPT。走进化学工业课题1 化工生产过程中的基本问题硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。
浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.
(2)化学性质:
浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化复习回顾:硫酸的消费水平是一个国家工业发达水平的重要标志一、依据化学反应原理确定生产过程(一)硫酸工业生产的原理思考:1. 自然界中存在的含硫的物质有哪些?2. 这些物质能直接得到H2SO4吗?若不能,那么要经过哪些中间产物才能变成硫酸?硫磺、黄铁矿(FeS2)请写出有关的化学方程式!(二)硫酸工业生产的原理以硫磺为原料第一步:造气第二步:催化氧化第三步:吸收(二)硫酸工业生产的原理以黄铁矿(FeS2)为原料第一步:造气第二步:催化氧化第三步:吸收SO3空气SO2发烟硫酸98%硫酸98%硫酸水(三)工业制硫酸的主要流程二、生产中原料的选择1、硫酸生产中的三种原料:
硫磺或黄铁矿、空气、水思考:(1)、为什么早期我国是以黄铁矿为原料制硫酸? 早期黄铁矿储存量比较大,而天然硫磺资源缺乏,又难以从国外购进,并且那时对环境保护不够重视。(2)、为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)
作为原料生产硫酸? 硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短,设备简单,三废治理量小,劳动生产率高,易于设备大型化,从而降低成本。硫酸生产反应式想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生
产设备最少应分几部分?2、工业生产硫酸的基本过程沸腾炉接触室吸收塔3、硫酸工业生产的三个主要设备 粉碎黄铁矿是增大矿石跟空气的接触面积,加快反应速率并使之充分燃烧;
通强大的空气流是为了使黄铁矿充分燃烧,同时增大廉价易得的反应物浓度,可以是较贵重的原料得以充分利用。不纯净,炉气中除SO2 还含有O2、N2、H2O和一些杂质。思考:接触室中热交换器的作用是什么?从接触室出来的气体成分是什么? 因为用水或稀H2SO4溶液做吸收剂容易形成酸雾且吸收速率慢;
液体由上向下流,气体由下向上升,两者在逆流过程中充分反应。三、生产中反应条件的控制复习回顾:
1、影响化学反应速率的因素有哪些? 指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。注意:(1)前提是“一定条件下的可逆反应”;(2)实质是“正反应和逆反应速率相等”;(3)标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。2、什么是化学平衡? 反应物浓度、温度、压强(对有气体参加的反应)、催化剂补充:平衡的移动,即改变反应条件(浓度、温度、压强)对化学平衡的影响条件的改变平衡移动方向平衡移动的结果增大反应物浓度减小反应物浓度增大压强升高温度向正反应方向移动向正反应方向移动向气体体积缩小的方
向移动向吸热反应方向移动反应物浓度减小生成物浓度增大体系压强减小体系温度降低勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件(浓度、温度或压强等),平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动三、生产中反应条件的控制SO2接触氧化的反应为:注:这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应思考与交流:阅读P6 表1—1,思考温度较低时 ,SO2的转化率_____;那么是否温度越低越好呢?越高 不是,虽然温度较低对提高SO2的转化率有利,但温度较低时催化剂活性不高,反应速率低。应选择温度:(1)低温(400~5000C)注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性。(1)温度三、生产中反应条件的控制 阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____;(2)压强思考与交流:越高那么是否压强越高越好呢? 根据平衡移动原理,加压对提高SO2的转化率有利,但在常压、400~500℃时,SO2的转化率已经很高,加压对设备的要求高,会增大投资和能量消耗。应选择压强:(2)常压注意:工业生产中压强的选择往往还要考虑成本和能量消耗等问题(1)较高的温度(400~5000C)
(2)常压
(3)催化剂 三、生产中反应条件的控制接触氧化的适宜条件:四、硫酸工业生产过程中三废的处理1、三废:废气、废液、废渣2、三废的处理方法:(1)如何处理尾气中的SO2?方法一:石灰水吸收法方法二:氨水吸收法(2)、 如何处理废水中的酸性物质?(3)、如何利用废渣和生产过程中的产生的
大量热能?用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和:废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的
沥青或用于制砖四、硫酸工业生产过程中三废的处理能量的充分利用 硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应,可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。 在沸腾炉旁设置“废热”锅炉,产生蒸汽来发电;在接触室中设热交换装置。据测算,生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能,而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。化工生产过程中应考虑的问题:(1)确定化学反应原理
(2)选择原料
(3)选择设备和工艺流程
(4)三废处理(环境保护)
(5)能源的利用(综合经济利益)
(6)其它问题(如厂址,成本,反应条件等问题)小结:小结:(本节课重点)1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” :
三种原料:
三个反应:
三个生产过程:
三个主要设备:
硫酸工业生产的三个适宜条件:
2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法。硫磺(或黄铁矿)、空气和水造气、催化氧化、吸收沸 腾 炉、接 触 室、吸收塔(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气1、在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的原因二者都正确的是( )
A、硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎,这样易于向沸腾炉中投料
B、炉气进入接触室之前需要进化、干燥,因为炉气中的杂质易与SO2反应
C、SO2氧化为SO3时需要使用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D、接触室的反应温度控制在400~500℃,因为在这个温度范围内,反应速率和SO2的转化率都比较理想,且催化剂的活性也较高练习D练习2、下列对硫酸生产中化学反应原理的分析正确的是( )
A、硫酸生产中涉及的三个化学反应因原料的不同可能全部是氧化还原反应
B、硫酸生产中涉及的三个化学反应都是放热反应
C、硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要使用催化剂
D、硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要在较高温度条件下进行B练习3、关于接触法制硫酸的叙述中,不正确的是( )
A、从沸腾炉出来的炉气必须净化,主要目的是防止催化剂中毒
B、之所以叫“接触法”是因为SO2被氧化成SO3时反应是在催化剂表面进行的
C、黄铁矿粉碎成细小矿粒,在沸腾炉中燃烧快、反应完全,提高了原料的利用率
D、SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收,可防止形成酸雾并使SO3吸收完全D练习4、硫酸最古老的生产方法是把绿矾(FeSO4?7H2O)装入反应器中加强热,会流出油状液体,并放出有刺激性气味的气体(SO2),反应器中的固体变成了红色。写出这种方法中绿矾转化为硫酸的两个化学方程式:
(1)
(2)P21 3、4、8作业:实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查,了解一些化工厂是如何利用废热的。课件17张PPT。1.2《人工固氮技术─合成氨》教学目标知识与能力
1.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题;
2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
教学重点、难点:利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。
探究建议:参观化工厂或观看有关的影像资料片,考察企业的选址情况,收集产品的生产原理、原料利用率、能耗、投资和成本核算等资料,撰写考察报告。
课时划分:一课时 1.在新疆与青海交界处有一山谷,人称魔鬼谷。每当人畜进入后,经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ==== 2NO放电或高温2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨发庄稼神秘的魔鬼谷氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定.人工固氮技术—合成氨(一)工业合成氨的反应原理思考:根据勒夏特列原理分析讨论合成氨
工业适宜的反应条件?一、合成氨的反应原理试纸变兰色1)浓度:使用过量的氮气。
2)温度:400~500℃;
3)高压:10MPa~30MPa;
4)催化剂(加快反应速率):铁
(二)工业合成氨的反应条件(三)工业合成氨的原料选择思考:
工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来源于哪里?N2主要来源于____氢气主要来源于____空气(从空气中分离出N2有哪些方法?)水和碳氢化合物(试写出C与水制取氢气的化学方程式)想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质有__________CO,CO2 和H2S(如何净化)(四)工业合成氨的四个生产过程:四个生产过程:造气, 净化,合成,分离(五)工业合成氨的工业流程:1、用图式表示合成氨的流程:原料气的制取净化合成分离液氨(五)工业合成氨的工业流程:合成氨的实地照片阅读书本P14~P15页后总结.(五)合成氨工业的发展小结:工业合成氨:
(1)原理:
(2)条件:
(3)生产过程:
(4)三废处理:练习:1.合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得,其中一步的反应为: (正反应放热),下列措施中,能提高CO转化率的是(??? )
A.增大压强??????????????? B.降低温度
C.增大水蒸气浓度????????? D.加催化剂
2.合成氨工业有下列流程:①原料气制备;②氨的合成;③原料气净化和压缩;④氨的分离。其先后顺序为(??? )
A.①②③④????? B.①③②④?????
C.④③②①???? D.②③④①CB简单介绍科学家哈伯: 弗里茨.哈泊:德国化学家,出生于一个犹太富商家中。1900年获得博士学位。1908年7月首次合成氨气,1909年7月建成每小时生产90克氨气的实验装置,1918年获得诺贝尔化学奖。
氨气的合成一方面使氮肥大量的工业化生产,提高了粮食的产量。另一方面氨氧化制得硝酸及TNT炸药。由于以上原因,德国才能将第一次 世界大战延续了几年。
哈伯首创了使用化学毒剂的化学战,在第一次世界大战中有130万人受到化学战的伤害,其中9万人死亡。课件26张PPT。第一单元 走进化学工业课题3 纯碱的生产知道纯碱的用途吗?你想一想 自然界中哪些地方存在纯碱?中国最大的内陆湖泊,也是国内最大的咸水湖——青海湖寸草不生的盐碱地如何获得自然界中的纯碱?思考与交流1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响?2.根据天然碱的存在及其主要化学成分,请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么?为什么?资料卡片路布兰法——世界上最早实现纯碱的工业生产1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠2.将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,反应生成碳酸钠和硫化钙一、氨碱法生产纯碱(索尔维制碱法)比利时化学家——索尔维2、 20℃时,由NH4HCO3、NaCl和H2O配制成一混合溶液,当把溶液加热蒸发后冷却至20℃ ,首先析出的物质是什么?科学探究1、向AgNO3溶液中滴加KCl将会看到什么现象?一、氨碱法生产纯碱(索尔维制碱法)CaCO3=CO2+CaONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCaO+H2O=Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O产品副产品优点: 原料便宜易得,产品纯度高,氨和部分二氧化碳可以循环使用,制作步骤简单。请你分析一下氨碱法的优缺点?缺点: 副产物氯化钙的处理,食盐的利用率不高,大约只有70%。二、联合制碱法侯德榜个人简历:
1890年 出生
1911年 考入清华留美预备学校,后以10门功课
1000分的优异成绩被保送到美国留学
1916年 获美国麻省理工学院学士学位
1919年 获美国哥伦比亚大学硕士学位
1921年 获博士学位二、联合制碱法(侯氏制碱法)NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料ⅡNH3CO2(原料Ⅰ,来自合成氨)(副产品)联合制碱法有哪些优点呢?思考与交流 根据联合制碱法生产原理示意图,分析比较它与氨碱法的有哪些异同?相同点:不同点:原理相同NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl原料的来源和副产物不同 在纯碱的生产过程中是先通入NH3还是CO2? 思考与交流 人类历史上,科学技术的突破性重大发现和成果总是与一些伟大的名字联系在一起,路布兰(1791)、索尔维(1862)和侯德榜(1924)的名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上,你知道吗?路布兰是一名医生,索尔维是在工作中学习化学的,侯德榜是化学工程学博士。根据三个人所处的年代及学习经历,你对技术与科学的关系有哪些新的认识?总结:氨碱法的生产原理重点:难点: 离子反应的实质就是使离子的浓度减小NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl练习1.下列属于侯氏制碱法的优点的是( )
A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B.母液可回收氯化铵
C.氯化钠的利用率达96%
D.以上全是D2.工业上常用氨碱法制碳酸钠,但却不能用氨碱法制碳酸钾,这是因为在溶液中( )
A.KHCO3溶解度较大
B.KHCO3溶解度较小
C.K2CO3溶解度较大
D.K2CO3溶解度较大A3.为了检验纯碱的质量(可能含有少量小苏打),取少量样品进行实验,可以采用的方法是( )
A.加热后通入澄清石灰水,观察现象
B.滴加盐酸,观察现象
C.溶于水中,滴加少量BaCl2溶液,观察现象
D.溶于水中,滴加少量澄清的石灰水,观察现象A4.我国化学家侯德榜,改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:(1) 副产品的一种用途为 。
(2)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了 的循环。用作化肥或焊药或电解液Ⅰ(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加 。
(4)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有 。(a) 增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度稀HNO3和AgNO3溶液AC5. 根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据,实验室制备纯碱的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30—35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3 固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3 晶体,用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧两小时,得到Na2CO3固体。(1)反应温度控制在30—35℃,是因为若高于35℃,则 ;若低于30℃则 ;为控制此温度范围,应采取的加热方法是 。(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 ;只析出NaHCO3 晶体的原因是 ; 用蒸馏水洗涤NaHCO3 晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)四种盐在不同温度下的溶解度(g∕100g水)表:① >35℃ NH4HCO3会有分解NH4HCO3分解反应速率降低水浴加热使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小NaHCO3; NaCl; NH4HCO3; NH4Cl上网查阅资料:1、我国纯碱生产现状。2、现阶段氯化钙的新用途。作业:课件18张PPT。§2-1 获取洁净的水水为什么要净化? 天然水在自然循环过程中与大气和土壤不断地接触,必然会混入很多种杂质。这些杂质有的悬浮在水中,有的溶解在水中,还有的以胶状粒子分散在水中。为了获得符合不同标准(指工业生产或生活方面)的水,必须对水进行处理,以除掉水中的一些杂质。本节课的学习目标知道纯水与天然水、硬水与软水的区别,学会简单、常用的检验硬水与软水的方法; 了解自来水的净化原理 了解沉淀、过滤、吸附、蒸馏等常用的物理或化学净水的常用方法----混凝法和化学软化法 了解硬水软化的常用方法-----加热法、药剂法和离子交换法。一、天然水的净化1.混凝法: 原理:加入一种混凝剂(如:明矾、铁盐、亚铁盐),使水中细 小的悬浮物质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀,然后过滤除去1、明矾、铁盐或亚铁盐为什么能净化水? 分别写出明矾、铁盐净化水的离子反应方程式 。
2、为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好?讨论学习课本P25: 思考与交流(演示P24实验2-1)自来水厂净化水过程示意图(明矾或绿矾)(凝胶状的
氢氧化铝或
氢氧化铁有
很强的吸附
能力,能使
水中细小的
悬浮杂质集
结而下沉)(干净的细沙
和鹅卵石)(通氯气或
二氧化氯)(1)、硬水和软水的定义:硬水:含有较多可溶性钙、镁离子化合物的水。软水:不含或含较少可溶性钙、镁离子化合物的水。肥皂水法:泡沫少,有大量浮渣有大量泡沫,无浮渣可用肥皂水来区别硬水和软水;硬水浪费肥皂(2)、硬水和软水的鉴别方法:暂时硬度:水的硬度是由钙、镁离子的碳酸氢盐所引起的硬度。 永久硬度:水的硬度由钙、镁的硫酸盐、氯化物等所引起的硬度2、化学软化法加热法:蒸发皿底部有白色固体蒸发皿底部无或很少固体可用蒸发法区别硬水和软水;硬水加热可形成水垢(3)、硬水的危害:见P26(4)、硬水软化的方法: 生活中常用①加热煮沸的方法降低水的硬度,实验室常用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度,在工业上常用②药剂法和③离子交换法来得到软水。◆加热软化法: (学生自己写出方程式;见P26)◆药剂软化法: 如:石灰-纯碱法 或石灰-磷酸钠法◆离子交换法: (学生自己写出交换反应方程式) 什么叫离子交换树脂的再生? 二、污水的处理2、污水的处理过程:根据污水处理的程度,分为一级、二级、三级处理。见课本P281、污水的处理方法:物理、生物、化学3、对于溶解在水中的污染物,则要依据其化学性质,采取有针对性的方法进行处理(P29):酸碱中和法:沉 淀 法:氧化还原法:综 合 法:三、海水的淡化蒸馏:给液体加热,使它变为蒸气,再使蒸气冷却,凝聚成液体,这种方法叫做蒸馏。 通过蒸馏,可以把 不同的物质从混合物中分离出
来(如工业制氧气),也可以把 液体与溶解在
液体中的 杂质分离开来(如蒸馏水就是用
蒸馏的方法得到的)。沸点不挥发性挥发性1、海水淡化的方法之一----蒸馏法蒸馏装置应注意:1、整个装置用到哪些仪器?2、温度计水银球的位置?3、冷却水的进、出口?4、蒸馏瓶中为什么要加几粒沸石或碎瓷片?蒸馏瓶、温度计、酒精灯、石棉网、冷凝管、锥形瓶。尾接管、水银球应在蒸馏瓶的支管处。冷却管的下端进水,上端
出水。防止加热时,出现液体暴沸。2、海水淡化的方法之二----电渗析法了解电渗析法淡化海水的原理:见课本P30 据中央台科教频道6月9日报道:美国的一家公司已成功研制出一种能较快、大量且低成本将海水淡化的装置,这将很快为人类解决淡水资源日益匮乏的问题。课堂练习B DC D D 活性炭明矾能溶于水明矾具有净水作用硫酸铝具有净水作用硫酸钾没有净水作用氯化铝具有净水作用铝离子答:①过滤②活性炭③减少污水排放,减轻水源污染;节约水资源;
降低生活用水成本;变废为宝等。答:将食醋倒入水壶中浸泡,为了加快反应,还可以把
水壶加热,温度维持在60~70℃。1、下列混合物可用过滤方法来分离的是( )
A、水和二氧化锰 B、铁粉和铜粉
C、酒精和水 D、泥沙和食盐水
2、能除去河水中的可溶性杂质的方法是( )
A、沉淀 B、蒸馏 C、吸附 D、过滤
3、下列净化水的操作过程中,一定发生化学变化过程的是( )
A、沉淀 B、消毒 C、过滤 D、蒸馏
4、下列净化的操作,净化程度最高的是( )
A、静置 B、吸附 C、过滤 D、蒸馏A、DB、CBD过滤操作复习1、过滤是分离 与 混合物的
一种操作。固体液体3、过滤的操作要点:一贴:
二低:
三靠:滤纸要紧贴漏斗的内壁。滤纸的边缘要稍低于漏斗的边缘,滤液的液面要低于滤纸的边缘。烧杯口要紧靠引流的玻璃棒,玻璃棒的下端要靠
在三层滤纸的一边,漏斗的下端要紧靠烧杯内壁。4、玻璃棒的作用:引流。2、过滤操作需要哪些仪器?课外知识:活性炭的物理吸附原理活性炭是具有多孔结构的单质炭,
对气体或胶状固体具有很强的吸附
能力。活性炭层不仅可以过滤掉 杂
质,还可以利用它的强吸附性,吸附
和 杂质,除去臭味。不溶性气体可溶性课件17张PPT。海水的综合利用第一课时第二单元 课题二 浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库,它不仅孕育着无数的生命,还孕育着丰富的矿产,而海水本身含有大量的化学物质,又是宝贵的化学资源 海水中储有大量的化学物质,储量可观的就有80多种化学元素,其中70多种可以被人类提取利用,海洋是地球上最大的矿产资源库。全世界每年都要从海洋中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质,海水素有“液体工业原料”之美誉。一、海水中盐的开发与利用结晶池蒸发池 盐是人类日常生活中的必需品,也是很多工业部门的原料之一,而海盐又是盐的主要来源之一。
海水制盐的方法主要有三种,即:盐田法、电渗析法和冷冻法。盐田法历史最悠久,而且也是最简便和经济有效的方法,现在还在广泛采用。
2、食盐资源的利用氯碱工业 以食盐为原料制取NaOH Cl2 H2 再进一步生产一系列的化工产品的工业 动手、动脑:分析图2-9所示实验,溶液中离子的运动,两极的电极反应式(1)电解饱和食盐水反应原理 阴极:
阳极:
总反应:2H+ + 2e- = H2↑2Cl- -2e- = Cl2↑思考?上述装置的弱点:1.H2和Cl2 混合不安全
2.Cl2会和NaOH反应,会使得到的NaOH不纯1.离子交换膜电解槽的简单构造如何?2.离子交换膜的作用是什么?3.工业制碱的简单生产流程怎样?思考:(2)离子交换膜法制烧碱Cl2Cl2Cl—H2H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)离子交换膜1. 生产设备名称:离子交换膜电解槽
阳极:金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极:碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室。
2. 离子交换膜的作用:
(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸
(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量
(3)生产流程1.用什么方法除去泥沙?
2.用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-?
3.所用试剂只有过量才能除净这些杂质,你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗?
思考:粗盐水(Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-)Ba2+ + SO42- =BaSO4Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+BaSO4Ca2+ + CO32- = CaCO3
Ba2+ + CO32- = BaCO3CaCO3
BaCO3Mg2+、Fe3+、CO32-Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3Fe(OH)3
Mg(OH)2OH-、CO32-精制食盐水电解食盐水思考:(1)以惰性材料作电极,电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水,观察实验现象?
(2)以活性材料作电极,电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水,观察实验现象?
由此可得出什么结论?活性材料作电极
阴极上,阳离子的放电顺序同惰性电极
阳极上,电极材料的溶解氯碱工业饱和食盐水氢气氯气氢氧化钠盐酸漂白剂冶炼金属等合成农药等造纸、玻璃、肥皂、纺织等再见课件21张PPT。海水的综合利用第二单元 课题二第二课时 电解饱和食盐水反应原理 阴极:
阳极:
总反应:2H+ + 2e- = H2↑2Cl- -2e- = Cl2↑复习:Cl2Cl2Cl—H2H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)离子交换膜复习: 1、氧化
工业上从海水中提取溴时,首先通氯气于pH为3.5左右晒盐后留下苦卤(富含Br-离子)中置换出Br2。
二、海水提溴Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - 2. 吹出
然后用空气把Br2吹出,再用Na2CO3溶液吸收,即得较浓的NaBr和NaBrO3溶液: 3CO32- + 3Br2 = 5Br- + BrO33- + 3CO2↑ 最后,用硫酸将溶液酸化,Br2即从溶液中游离出来:
5Br- + BrO33- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O 3. 吸收
用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr,再用氯气将其氧化成溴产品。Br2 + SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - 思考:1.海水是一种混合溶液,其中主要含有哪 些离子?Cl- Na+ Mg2+ Ca2+ SO42- K+……2.结合海水资源的特点,我们从海水中提取镁到底有没有实际意义?在提取过程中又可能会面临怎样的困难?三、海水提镁思考:1、如何实现Mg2+ 的富集和分离?可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀2、是不是直接往海水中加沉淀剂?不是,因为海水中的Mg2+ 的浓度很小,直接加沉淀剂不利于Mg2+ 的沉淀,而且会增大沉淀剂的用量,我们可以先将海水浓缩,再加沉淀剂3、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好?Ca(OH)2思考:如何由贝壳制得氢氧化钙?贝壳(CaCO3)CaOCa(OH)21、从沉淀效果看,澄清石灰水比氢氧化钠效果差得多,如何解决这一矛盾?3、如何制得无水MgCl2 ?4、由MgCl2 到Mg究竟用还原法还是电解法好?思考:用石灰乳代替石灰水先加盐酸反应,再浓缩得MgCl2?6H2O晶体,然后再将MgCl2?6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2 由于镁本身比较活泼,用还原法比较困难,工业上常使用电解熔融的氯化镁得到镁2、请设计由Mg(OH)2到Mg的可能途径。CaOMg(OH)2MgCl2?6H2OMgCl2MgMg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
思考:电解产生的Cl2怎么处理?探究一:取一小段除去氧化膜的镁条投入盛有一定量稀盐酸的试管中;
现象:
结论或化学方程式: 镁条逐渐溶解,有大量气体产生 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑探究二:取一小段除去氧化膜的镁条投入滴有酚酞的水中;
现象:
结论或化学方程式: 有气体产生,滴有酚酞的水溶液变红(但比钠与水反应缓和得多)探究三:取一根除去氧化膜的镁条,点燃后插入充满CO2的的集气瓶中。
现象:
结论或化学方程式: 燃着的镁条在CO2中继续燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,在集气瓶的内壁有黑色固体附着四、Mg条与氮气的反应1. 海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一,从海水中提镁,可按如下步骤进行:
(1)将贝壳制成石灰乳
(2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物
(3)将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物
(4)将产物熔融后电解
关于提取镁,下列说法中不正确的是( )
A. 此法的优点之一是原料来源丰富
B. 进行(1)、(2)、(3)步的目的是从海水中提取MgCl2
C. 第四步会产生氯气
D. 以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应D2. 分析镁在空气中的燃烧产物,肯定不存在的物质是 ( )
A. C B. MgO C. MgCO3 D. Mg3N2C小结2. 海水中的化学元素的存在与利用3. 海水提镁的工艺流程 4. 镁的性质1.镁的用途四、从海水中提取重水 海水中溶存着80多种元素,其中不少元素可以提取利用,具有重要的开发价值。据计算,每立方千米海水中含有3 750×104 t固体物质,其中除氯化钠约3 000×104 t外,镁约450×104 t,钾、溴、碘、钍、钼、铀等元素也不少。 中 国 海 域 镁在海水中含量很高,仅次于氯和钠,居第3位。 溴的浓度较高,平均为67×10-3 mL/L,地球上99%以上的溴都储存在海水里,故溴有“海洋元素”之称。 碘在海水中的浓度只有0.06× 10-6,属于微量元素。 钾在海水中的总量为500 ×1012 t以上。海水中所含钾的储量远远超过钾盐矿物储量。 铀海水中的总量非常可观,达45×108 t,相当于陆地储量的4500倍。 一吨海水中所含重水的核聚变反应,可释放出相当于256t石油燃烧所产生的能量。 重水核聚变反应可释放出相当能量,海水中约有200×108 t重水。 提取 氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外,比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样,但是一个氘原子比一个氢原子重一倍,所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水,重氢和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要赋存于海水中,总量可达250亿吨。重水现在已是核反应堆运行不可缺少的辅助材料,也是制取氘的原料。
制备重水有两种方法,
蒸馏法:这种方法只能得到纯度为92%的重水;
电解法:可得99.7%的重水,但消耗电能特别大。
化学法:
重水可以通过多种方法生产。然而只有两种方法已证明具有商业意义:
水-硫化氢交换法(和氨-氢交换法。 水-硫化氢交换法是基于在一系列塔内(通过顶部冷和底部热的方式操作)水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方法。在此过程中,水向塔底流动,而硫化氢气体从塔底向塔顶循环。使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间的混合。在低温下氘向水中迁移,而在高温下氘向硫化氢中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段和冷段的接合处排出,并且在下一级塔中重复这一过程。最后一级的产品(氘浓缩至30%的水)送入一个蒸镏单元以制备反应堆级的重水(即99.75%的氧化氘)。
课件23张PPT。石油、煤和天然气的综合利用第二单元 课题三 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃,同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。思考与交流石油炼制的目的是什么? 一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使它们物尽其用;另一方面。将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃作为化工原料,以提高石油的利用价值。汽油 C5~C11煤油 C11~C16柴油 C15~C18常压蒸馏塔重油 C20以上减压蒸馏塔燃料油沥青石蜡润滑油催化裂化石油气 C4以下Liquid petroleum gasLPG原油 石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较低,仅占石油总产量的25%左右。但社会需求量大的正是这些轻质油,为了提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量,还可以采用裂化的方法从重油中获取轻质油。 裂化就是在一定的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如,在加热、加压和催化剂存在的条件下,十六烷裂化为辛烷和辛烯:裂化有热裂化和催化裂化。热裂化催化裂化目的:提高汽油的质量和产量目的:提高汽油的产量缺点:温度过高,发生结焦现象催化剂:硅酸铝,分子筛(铝硅酸盐)实验 为获得有机化工的基本原料。在石油化工生产过程里,常用石油分馏产品(包括石油气)作原料,采用比裂化更高的温度(700~800℃,有时甚至高达1000℃以上),使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃,以提供有机化工原料。工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化,以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。石油裂解的化学过程是比较复杂的,生成的裂解气是一种复杂的混合气体,它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外,还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此,常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离,就可以得到所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。
阅读裂解定义:使具有长链分子的烃在700度以上高温时断裂成短链的烃的过程叫裂解目的:生产短链不饱和烃如工业“三烯”乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志用途:合成纤维,塑料,橡胶等总结裂化、催化裂化、裂解的对比归纳思考与交流 结合在必修化学所学内容,与同学交流:以乙烯为原料合成那些产品:体会乙烯在工业合成中的价值。合成:乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等学习第40页第一自然段回答:天然气的来源用途。2、天然气的利用
合成氨所需的氢气、制乙烯
、制甲醇、合成液体燃料、石油化工厂的景观二、煤的综合利用思考与交流 阅读课本40页第二段,说出煤的主要元素,目前煤的综合利用方法。 煤除了主要含碳外还含有少量的S、P、N、H、O等元素以及无机矿物质(主要有硅、铝、钙、铁等元素)煤是有机物和无机物组成的复杂混合物 1 、煤的干馏——
( ) 的过程叫煤的干馏。是一个( )过程 。把煤隔绝空气加强热使它分解 石油的分馏是物理变化、煤的干馏是化学变化过程。化学变化石油的分馏和煤的干馏的区别: 为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来的危害,近二三十年来,世界各国大力开展了对煤利用新技术的研究,其中主要包括对煤的液化和汽化技术。煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径,与此同时煤的燃烧效率等也得到提高?
2、煤的汽化与液化(1)汽化?? 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤汽化的主要化反应是指碳和水蒸气的反应。?????????????????????? C+H2O === CO+H2 ?? 这是一个吸热反应,所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应来提供。????????????????????? C+O2 ===CO2?? 碳燃烧时可以使用空气,也可以使用氧气,但得到的煤气成分、热值及用途都不同,分别叫低热值气和中热值气。中热值气在适当催化剂的作用下,又可以转变成高热值气。即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷。 ?????????????????? CO+3H2 →CH4+H2O 把煤粉和煤液化过程中产生的油跟氢气混合,在高温下经催化剂催化,进行加氢解聚反应,同时脱去硫、氮、氧等原子,生成固-液混合物的油、液化的煤以及含有未液化的煤和炭等固态物质。经过分离可以得到油,成为低氢、低硫的重质液体燃料。? (2)液化?? 煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程。煤的液化可以分为直接和间接两个途径。
间接液化的气化-液化法 首先把煤气化为H2、CO和CH4。用催化剂把气态物质转变为液态。??????????? nCO+2nH2→(CH2)n+nH2O??????????? 2nCO+nH2→(CH2)n+nCO2?? 煤的液化是否能得到发展,决定于石油是否能满足不断增长的需要、煤跟石油的比价以及煤的液化技术的成熟程度。从世界范围来看,由于石油价格的增长,液化技术的日臻成熟,煤液化工业的再度兴起是可能的。对我国来说,目前汽油和煤的比价比国外更有利于发展以合成高级汽油为主要目的的煤的液化。在有煤地区发展煤的液化还是可以探索的。
碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料,用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化学。
???2? C+O ===2CO
C+H2O === CO+H2 CO+H2O === CO2+H2??高温条件,天然气重整:?
CH4+H2O = CO+3H2煤汽化的主要反应:三、煤化工和天然气化工的发展—碳化学典型例题 例1:工业上合成氨的原料气之一——H2有一种来源是取自石油气,如丙烷。
(1)有人设计了以下反应途径(假设反应都能进行),你认为最合理的是
A、 D、
B、
C、
(2)按照所选反应途径,理论上用1mol丙烷最多可制得氨
A、4mol B、4.7mol C、10mol D、2.7mol(3)所选反应途径最显著的特点是
A.简单易行
B.所得H2纯度高
C.所得H2产量高
D.可获得大量热能例2:如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯等芳香烃?写出实验步骤。取约5ml汽油,滴加溴水至溴水不褪色为止,再加入适量NaOH溶液除去剩余Br2,分液。取油层液体,滴加酸性KMnO4稀溶液,振荡。若KMnO4溶液褪色,则说明含有苯的同系物(甲苯、二甲苯)。课件42张PPT。无机非金属材料第三单元 课题一 同学们,以下工业建筑及生活用品都是有那些材料构成的?水泥玻璃中国陶瓷珍品之清彩瓷中国陶瓷珍品之清青花唐三彩思考与交流 通过,以上幻灯片提示,谁能说出什么是硅酸盐材料?自然界中那些物质是硅酸盐或硅的氧化物?传统硅酸盐产品以什么物质为原料生产?原料又有什么结构特殊性?陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸盐材料;
沙石、黏土、石英、石棉、高龄石等许多矿物是硅酸盐或硅的氧化物;
传统硅酸盐产品以黏土、钾长石和钠长石为原料。结构中都含有硅氧四面体 特点:稳定性高、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等1. 陶瓷(China)主要原料:黏土 传统生产过程:混和、成型、干燥、烧结、冷却 反应原理:复杂的物理、化学变化 主要成分:硅酸盐 主要特性:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。 一、传统硅酸盐材料陶瓷器制造过程示意图你能说出陶釉的成分吗? 金属及金属氧化物,如红色Cu2O。我国古代人民真伟大,向他们学习!二、玻璃1. 原??? 料:纯碱、石灰石和石英 2. 主要设备:玻璃熔炉 3. 生产过程:原料粉碎,玻璃熔炉中强热,成型冷却4. 反应原理:复杂的物理、化学变化,主要反应5. 主要成分:Na2SiO3 ? CaSiO3 ? SiO2 6. 主要性能:玻璃态物质,没有固定的熔点,在一定温度范围内逐渐软化。 (Na2O?CaO?6SiO2)普通玻璃光学玻璃石英玻璃钢化玻璃光学玻璃钢化玻璃2. 水泥:主要原料:黏土和石灰石 主要设备:水泥回转窑生产过程:生料研磨,高温煅烧得熟料,再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料:石膏—作用是调节水泥硬化速度水泥回转窑主要成分:硅酸三钙(3CaO?SiO2)、?硅酸二钙(2CaO?SiO2)、铝酸三钙(3CaO?Al2O3)等 主要性能:水硬性主要用途:建筑、修路。?如:水泥
砂浆、混凝土、钢筋混凝土 。反应原理:复杂的物理、化学变化 学与问 你听说过豆腐渣工程吗,产生现象的原因很多,但都与水泥标号有关,查阅资料了解水泥标号有关问题。定 义:特 性:种 类:具有特殊结构和特殊功能(性质)的新材料。能承受高温、强度大:氮化硅陶瓷(耐1200OC)
具有光学特性:光导纤维
具有电学特性:K3C60超导体
具有生物功能:如Ca3(PO4)2系陶瓷用 途:氮化硅陶瓷光导纤维医学、日常生活、交通、通讯、机械、建筑
航空、航天等二、新型无机非金属材料碳化硅SiC,俗称金刚砂。熔点高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工业磨料。如其中掺入某些杂质,会使之出现半导体,作为高温半导体,用于电热元件。作为高温结构陶瓷,日益受到人们的重视。它最适宜的应用领域是高温、耐磨和耐蚀的环境,现已用作火箭喷嘴,热电偶保护管,热交换器和耐磨、耐蚀的零件。 碳化硅制成的涡轮叶片 1、新型陶瓷氮化硅陶瓷(Si3N4 )
是灰白色固体,硬度为9,是最硬的材料之一。它的导热性好且膨胀系数小,可经受低温高温、骤冷骤热反复上千次的变化而不破坏,因此是十分理想的高温结构材料。 科技人员发现,如果用耐高温的陶瓷,如氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机,其工作温度可达1300℃~1500℃。 美国军方曾做过一次有趣的实验:在演习场200米跑道的起跑线上,停放着两辆坦克,一辆装有500马力的钢质发动机,而另一辆装有同样马力的陶瓷发动机。陶瓷发动机果然身手不凡,那辆坦克仅用了19秒钟就首先到达终点,而钢质发动机坦克在充分预热运转后,用了26秒才跑完全程。其奥秘就在于陶瓷发动机的热效率高,不仅可节省30%的热能,而且工作功率比钢质发动机提高45%以上。另外,陶瓷发动机无需水冷系统,其密度也只有钢的一半左右,这对减小发动机自身重量也有重要意义。 交流1、新兴陶瓷材料具有那些优良的性能?
2、碳化硅结构同硅相似,分析其可能的性质。
3、写出制取碳化硅、氮化硅的化学反应方程式。SiO2+3C=SiC+2CO↑
3Si+2N2=Si3N4
3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl原子晶体 单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。 单晶硅在火星上是火星探测器中太阳能转换器的制成材料。火星探测器在火星上的能量全部来自太阳光,探测器白天休息--利用太阳能电池板把光能转化为电能存储起来,晚上则进行科学研究活动。也就是说,只要有了单晶硅,在太阳光照到的地方,就有了能量来源。 单晶硅在太空中是航天飞机、宇宙飞船、人造卫星必不可少的原材料。人类在征服宇宙的征途上,所取得的每一步进步,都有着单晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以单晶硅为基础。离开单晶硅,卫星会没有能源,没有单晶硅,航天飞机和宇航员不会和地球取得联系,单晶硅作为人类科技进步的基石,为人类征服太空作出了不可磨灭的贡献。 单晶硅在太阳能电池中的应用高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。由硅石?粗硅?高纯多晶硅(纯度在9个“9”以上(99.9999999%以上)?单晶硅
(1) 粗硅的制备:又称工业硅,纯度在95%?99%的硅(反应要点 高温1600℃?1800℃)
(2)SiHCl3的制备 多用粗硅与干燥氯化氢在200℃以上反应:Si十3HCl==SiHCl3+H2(3)精馏提纯后的SiHCl3用高纯氢气还原得到多晶硅
SiHCl3十H2==Si十3HCl2、现代信息技术材料----单晶硅 SiO2(s)十2C(s)=Si(s)十2CO(g) 阅读:科学视野—太阳能电池讨论1.高压合成金刚石的局限性?
2.化学气相沉积法制造金刚石薄膜的原理是什么?3.石墨、金刚石、C60新材料诞生新技术注 意:金刚石 石墨 C60 之间的关系?
碳的三种物质形态C60及其应用前景
??? C60的发现
????? 1985年,美国科学家克罗托(H.W.K.kroto)等用质谱仪,严格控制实验条件,得到以C60为主的质谱图。由于受建筑学家布克米尼斯持?富勒(BuckminsterFuller)设计的球形薄壳建筑结构的启发,克罗托(kroto)等提出 C60是由60个碳原子构成的球形32面体,即由12个五边形和20个六边形构成。其中五边形彼此不相连,只与六边形相连。随后将 C60分子命名为布克米尼斯持?富勒烯(BuckminsterFuller)。由于C60分子的结构酷似足球,所以又称为足球烯(Footballene)除C60外,具有封闭笼状结构的还可能有 C28、C32、C50、C70、C84、……C240、C540等,统称为Fullerenes,中文译名为富勒烯。??? C60的超导性
? 1991年,赫巴德(Hebard)等首先提出掺钾C60具有超导性,超导起始温度为18K,打破了有机超导体(Et)2Cu[N(CN)2]Cl超导起始温度为12.8K的纪录。不久又制备出Rb3C60的超导体,超导起始温度为29K。表1-1列出了已合成的各种掺杂C60的超导体和超导起始温度,说明掺杂C60的超导体已进入高温超导体的行列。我国在这方面的研究也很有成就,北京大学和中国科学院物理所合作,成功地合成了K3C60和Rb3C60的超导体,超导起始温度分别为8K和28K。有科学工作者预言,如果掺杂C240和掺杂C540,有可能合成出具有更高超导起始温度的超导体。 人们对C60的研究还在继续,希望同学们加油,将来的某一天你也会在这方面获得巨大成功。1. 普通玻璃是 , 玻璃可在一定温度范围内软化,制成工艺品等。这是因为玻璃不是 ,而是一种 物质,没有固定 。
混合物混合物纯净物溶沸点2. 制水泥和玻璃时都需要用的原料是( )
(A)黏土 (B)石英 (C)石灰石 (D)纯碱
C3. 下列说法正确的是( )
(A)SiO2是酸性氧化物,它不溶于水也不溶于任何酸
(B)SiO2是制造玻璃的主要原料之一,它在常温下与NaOH溶液不反应
(C)因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2,所以H2SiO3酸性比H2CO3强
(D)CO2通入水玻璃中可得原硅酸D课件14张PPT。 金属材料第三单元 课题二金属的广泛应用一.从矿石中获得金属(1)炼铁原理:原料: 在高温下用还原剂把铁从其氧化物中还原出来铁矿石,焦炭,石灰石,空气(2)炼钢1.钢铁的冶炼2.铝的冶炼1)原理和步骤:a.从铝土矿中提纯Al2O3b.电解冰晶石-氧化铝熔融液阳极: 阴极:6O2--12e-=3O2 ↑4Al3++12e-=4Al二.金属腐蚀及防止(1)化学腐蚀一般情况下,温度越高,金属腐蚀越快。金属材料与其表面接触的物质直接发生化学反应.1.金属腐蚀(2)电化学腐蚀(腐蚀的主要原因)原理:原电池反应不同金属或不纯金属与电解质溶液接触,因发生原电池反应,比较活泼金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀.中性溶液或酸性很弱——吸氧腐蚀(钢铁腐蚀的主要情况)2H2O+O2+4e =4OH-Fe-2e=Fe2+2H+ + 2e=H2↑酸性较强——析氢腐蚀Fe-2e=Fe2+2.金属腐蚀的防护和利用金属腐蚀的本质金属与其接触的物质在一定条件下发生氧化还原反应而受到损害 金属腐蚀的防护方法2.改变金属的内部结构1.金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等,电镀Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。 原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。 3.电化学保护法原理:形成原电池反应时,让被保护金属做正极, 不反应,起到保护作用;而活泼金属发生氧化反应被腐蚀。如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。1.埋在地下的自来水铁管,在下列情况被腐蚀的速率最慢的是:C
A.在含有铁元素较多的酸性土壤中
B.在潮湿、疏松的土壤中
C.在自来水的铁管上用导线连接一块锌块后,再埋入不透气的土壤中
D.在自来水铁管上用导线连接铜块后,再埋入潮湿、松的土壤中2.下列现象与电化学腐蚀无关的是:D
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不容易生锈
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处容易生锈
D.银质奖牌久置表面变暗
3.下列几种铁板,在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是:A
A.镀锌铁板 B.镀铜铁板
C.镀锡铁板 D.镀铅铁板
4.下列方法可用于金属防护的是:D
①原电池原理 ②涂油漆 ③电镀④置于干燥环境
A.②③④ B.①②
C.②③ D.全部课件18张PPT。 第三单元
课题三
高分子化合物与材料思考:什么叫高分子化合物?请举例说明
你能说出几种合成高分子材料的方法吗?
如:淀粉、纤维、蛋白质。相对分子量一般在一万以上,有的可达上千万。加聚反应;缩聚反应1. 加聚反应 加聚反应:在一定条件下,可以发生自身加成反应而形成高分子化合物。这一类反应称为加成聚合反应。简称加聚反应。
[举例]写出聚氯乙烯的化学反应方程式
指出各反应的单体、链节和聚合度
[练习]写出聚乙烯的化学反应方程式。
指出各反应的单体、链节和聚合度。
[注意]高分子化合物为混合物,没有固定的溶沸点一、高分子化合物的合成2.缩聚反应缩聚反应:由单体分子之间发生一系列类
似于酸与醇合成酯类的反应叫缩合聚合反应。简称缩聚反应。
写出对苯二甲酸与乙二醇反应方程式
发生缩聚反应的必要条件是什么?
两种单体分子都含有两个以上能够相互反应的
官能团.
常见产品:涤纶、锦纶、酚醛树脂二、塑料制品的加工热塑性塑料热固性塑料可以反复加工,多次使用一旦加工成型就不会受热熔化添加了特定用途的添加剂的树脂聚乙烯酚醛树脂线性结构网状(体形)结构1.塑料的改性三、性能优异的合成材料填充改性
共混改性
共聚改性因素:单体的组成和结构、高分子的相对分子质量、高分子链的形状以及高分子的聚集状态
2. 功能高分子材料方法:
直接聚合-能导电的
主链或侧链引入特殊功能基团-高吸水性的
加工成型实现-微胶囊
类型:离子交换树脂、离子交换膜、高分子药物、人造器官、光纤、液晶、光盘、磁盘等。3. 复合材料复合材料一般由起黏结作用的基体和起增强作用的增强体两种材料构成。
玻璃钢:将玻璃纤维和高分子化合物(如聚酯树脂、环氧树脂等)复合而成的。
四、环境中的高分子材料高分子材料的老化:高分子材料在使用过程中,由于环境的影响,其强度、弹性、硬度等性能逐渐变差,这种现象称为高分子材料老化。
环境降解高分子材料:可降解材料是指一类各项性能在保存和使用期内满足要求,使用后在自然环境中可降解为无害物质的材料。
废旧高分子材料的回收:再生。材料的分子设计是指应用已有的系统化的分子结构和性能等知识和信息,指导合成具有预期性能的材料。通常采用“逆向而行”的思维方法,即根据所需性能来设计结构并进行制备。科学家成功地设计了半导体超晶格材料,通过人工设计和调控材料中的电子结构,由组分不同的半导体超薄层交替生长而成多层异质周期结构材料,从而极大地推动了半导体激光器的研制。材料的分子设计目前作为针对性的或局部性的高分子设计已取得很大进展。纤维分子设计中的仿丝绸纤维设计,难燃性、耐热纤维的设计等;塑料的分子设计中的ABS系树脂的分子设计,透明聚氯乙烯用的助剂的分子设计等;为了保护环境、消除“白色污染”的自然降解高分子的分子设计,具有某种生物效能的高分子的分子设计等。研制自然降解型高分子的基本方法就是在原料聚合物中引进或造成感光性或感氧性结构或可发生微生物降解结构。(1) 用共聚法在高分子链上引入极少量羰基乙烯与一氧化碳、苯乙烯与丙烯醛共聚可得:聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈及它们的共聚物等也可以用通过共聚引入羰基的方法达到类似的效果,获得具有预期寿命的聚合物。由于羰基的存在,制品易被阳光降解。现以光降解和微生物降解的分子设计为例,举例简介于下:可降解高聚物的分子设计天然高分子如淀粉、纤维素等可被微生物分解。但合成高分子由于硬度、疏水性等原因,酶不能渗入其内部,无法被分解。方法一:采用改性天然高分子如改性淀粉与合成高分子共混,使其制品在自然条件下因天然高分子组分被生物分解而粉碎。但是残留的碎片是合成高分子。方法二:采用聚合物改性方法,把少量亲水性基团引入聚烯烃分子中,使微生物能够渗入到材料内部从而发生微生物降解。(2)合成可为微生物分解的聚合物选读材料 医用功能高分子功能高分子材料指除传统使用性能外,还具有某种特定功能的高分子材料。功能高分子材料电磁功能高分子材料 如导电高分子材料、高分子磁性体、磁记录材料等。光功能高分子材料 如光导材料、光记录、光敏剂、感光材料等。分子材料和化学功能材料 如分离膜、离子交换树脂、高分子催化剂等。生物医用高分子材料 如人造器官、医用高分子器械、医用高分子药物、仿生高分子等。作为医用高分子材料,应符合以下要求:④不因高压煮沸、干燥灭菌、药液等发生变质。①化学性能稳定,对生理组织的适应性良好,无毒;②无致癌性和生理排异性,不导致血液凝固与溶血,不产生新陈代谢的异常现象,不引起生理机能的恶化与降低;③耐生物老化;表7-3 医用高分子材料和用途(续上表)高分子材料应用于医疗上的很多方面:塑料注射器、血液袋、避孕器具、牙科材料、人造器官、人造关节、人造骨骼等。作为人工器官材料,必须具备生物功能性质,具备生物相容性,由于各种器官在生物体中所处的位置和功能不同,对材料的要求也不能一概而论。如人工心脏和人工血管,具有高度机械性能和耐疲劳性能;人工肾,具有高度选择透过功能等。课件46张PPT。4.1《化肥和农药》教学目标 知识与能力
1、了解与化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂有关的化学原理。2.通过典型事例了解化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势。
教学重点、难点:
了解与化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂有关的化学原理。
探究建议:
1、调查当地农村使用化学肥料的情况,写成调查报告,与同学交流讨论。2、测定土壤的酸碱度,讨论改良酸性土壤和碱性土壤的一般方法。3、参观调查:化学在农林产品深加工中的应 用。4、交流讨论:从农药DDT的广泛使用到禁用所引发的思考。
课时划分:两课时课题1 化肥与农药第一课时 使用化肥是保障农业增产的重要措施,它为解决迅速增长的人口吃饭问题建立了不可磨灭的功绩。农药可杀灭与我们争夺粮食的害虫,消灭与农作物争夺营养的杂草以及莠蚀种子和作物的霉菌。挽回作物的损失,在农业生产和粮食贮存中得到广泛的应用,此外在林业畜牧业和控制人类健康的传染病方面,农药也同样做出了贡献。 氮肥:尿素NH(CO)2、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵等
磷肥:过磷酸钙(Ca(H2PO4)2·H2O、CaSO4)←原料:Ca5(PO4)3F;
钙镁磷肥(Ca2(PO4)3 、Mg2(PO4)3);钢渣磷肥
钾肥:草木灰、氯酸钾、硫酸钾、硝酸钾等←产自固态钾盐矿、液态钾盐卤、工农业含钾的副产品和肥料。
思考与交流思考与交流:化肥为农作物补充那几种元素?分别列出几种化肥,写出它们的化学式。一、化肥为农作物补充必要的营养元素。 1、钾石盐矿是生产钾盐的主要资源。其主要成分为氯化钠和氯化钾.工业上通常采用溶解结晶法方法得到氯化钾。想一想.这是利用了什么原理?
2.察尔汗盐湖的百万吨钾肥工程成为我国西部开发的标志性工程,请你查阅有关资料,分析当地的自然条件给钾盐生产带求了哪些有利和不利因素?
思考与交流提示:氯化钠溶解度随温度变化不大;氯化钾
溶解度随温度变化较大 察尔汗盐湖位于柴达木盆地中南部。海拔2670米,南距格尔木约60公里,北距大柴旦110多公里。南北宽40多公里,东西长140多公里,总面积为5800多平方公里。它是柴达木四大盐湖中面积最大、储量最丰的一个,也是我国最大的天然盐湖,在世界排名第二。 察尔汗盐湖,是一个以钾盐为主,伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产的大型内陆综合性盐湖。它有着极为丰富的钾镁盐资源,其储量达500亿吨,是我国钾镁盐的主要产地。?
思考与交流 方案1、利用硝酸钠矿藏
1809年在南美洲的智利发现了—个很大的硝酸钠矿(称为智刮硝石)、1880年以后.硝石工业发展迅速.每年由于硝石出口所获得的税收成为智利政府的主要财政来源 直至120世纪初。由硝石提供世界上50%氮肥。
方案2、 电弧法高温固定氮
人们效仿自然界雷电作用。使氮氧化后被雨水带到地表的过程,采用人工电弧所产的高温.将空气加热到3000℃以上。这时空气中的氮就有少量与氧化合生成氮的氧化物,然后迅连用水或石灰乳吸收制造硝酸或硝酸钙,利用这种方法可得到质量分数约为30%的硝酸或硝酸钙;每度(kW·h)电可产生70克硝酸。 下列是几种补充土壤氮肥的方案.请你试着分析和评价方案3、炼焦副产氮肥
19世纪初.炼焦工业已经兴起,煤中含有1%--3%的含氮化合物.在炼焦或其他煤的气化过程中约有20%的合氮化合物转变成氨,并与水分一起冷凝成氨水、人们就用硫酸中和稀氨水制造硫酸铵。这种工艺逐渐取代硝石在氮肥中的地位.至今硫酸铵仍然是炼焦厂的一项重要副产品。
尿素是一种铵态氮肥,工业上生产尿素的化学反应是:
CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O
已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H2与CO2,H2是合成氨的原料, CO2供合成尿素用。若从原料被充分利用的角度考虑,选用 作原料好。
A.CO??? B.石脑油(C5H12,C6H14)??? C.CH4??? D.焦炭
作出这种选择的理由: 。
解析: 根据反应:N2+3H2 2NH3和CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O,
要充分利用原料,显然在原料与水反应产生的H2与CO2的物质的量之比等于或接近于3:1时,上述反应趋于恰好反应,原料得以充分利用。根据题示信息:
C+2H2O=2H2+CO2??? (2:1)CO+H2O=H2+CO2??? (1:1)CH4+2H2O=4H2+CO2??? (4:1)C5H12+10H2O=16H2+5CO2??? (3.2:1)C6H14+12H2O=19H2+6CO2??? (3.2:1)故石脑油的利用率最高,答案为B。例题1全国单套最大的尿素生产装置 1、氨的催化氧化 Pt—Rh
4NH3+5O2 =====4NO+6H2O
800oC2、一氧化氮的氧化:2NO+O2 = 2NO23、二氧化氮的吸收:3NO2+H2O = 2HNO3+NO4、HNO3+NH3=NH4NO3硝酸铵的生产过程例题解析:解此题必须注意以下三点:
第一,合成氨厂日生产能力为30吨,现以NH3为原料生成NH4NO3.NH3的用途有两方面:一方面,用NH3氧化制HNO3.另一方面用NH3与制得的HNO3作用制NH4NO3.关键是计划好生产多少吨HNO3,才能使NH3原料最大限度地被利用.HNO3生产少了,则NH3不能全部被HNO3吸收,NH3浪费了.HNO3生产多了,HNO3又浪费了.所以设HNO3日生产能力为x吨,x吨HNO3需用多少吨NH3氧化制得,又可以吸收多少吨NH3生成NH4NO3,通过生产HNO3的数量把氨的两方面用途联系起来. 某合成氨厂的日产氨能力为30吨,现以氨为原料生产硝酸,若硝酸车间的原料转化率为92%,氨被吸收为NH4NO3的转化率为98%,求硝酸车间日产硝酸多少吨才合理?第二,氨氧化制硝酸中,其关系式如下:
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
此反应中NO是被循环利用的,即NO又被氧化成NO2,再与水作用生成HNO3,因此NO2与水反应的化学方程式应为:
4NO2+2H2O+O2=4HNO3,所以氨氧化制硝酸的关系式如下:
NH3-NO-NO2-HNO3(NH3全部转化成HNO3)
第三,在实际生产过程中,氨不可能100%被氧化生成HNO3,也不可能100%被HNO3吸收生成硝酸铵,题给条件是NH3转化为硝酸的转化率为92%,氨被硝酸吸收的吸收率为98%,在数量关系上,我们必须掌握住一条原则,代入化学方程式的量必须是纯量.设日产HNO3的质量为x,NH3用于生产HNO3的质量为y.由各步反应方程式得氨氧化制HNO3的关系为:答案:硝酸车间日生产能力为52.76 t才合理.
?查阅有关资料,了解我国化肥生产是否满足农业生产的需要;氮磷钾生产结构是否合理?针对目前的状况提出你的建议。 玻璃微肥
农作物生长除了需要氮、磷、钾等大量元素外.还需要铁、锰,锌、铜、硼、稀土元素等微量元素;含有这些微量元素的酶和维生素是作物体内营养物质形成和新陈代谢不可缺少的物质,玻璃微肥的生产原理是将作物所需的微量元素素固定在玻璃细粉颗粒中,由于玻璃微溶于水。微量元素就可以从玻璃中缓慢释放出来、实际生产中选用废破璃、粉煤灰、炼钢炉渣和矿石等力原料生产玻璃微肥,玻璃微肥具有不易被雨水冲洗、肥效时间长、不污染环境等特点.在充分利用固体废弃物方面更具有化势。 二、农作物的保护神—农药交流:自己得到的有关农药与农作物的关系,农药的发展变化情况。 世界上因病害、虫害和草害所造成的粮食减产约占产量的30%-40%,化学防治在综合防治中占有重要的地位,为寻找高效、低毒、低残留的农药,克服害虫的抗药性,需要不断的研究发现新物质来解决这些问题。 1、杀虫剂与虫害的防治
阅读与思考:第1、2自然段总结防治虫害的方法有哪些?人们为寻找高效、低毒、低残留的农药经历了哪些过程?与农药有关的元素在周期表的什么位置? 天然物质防治虫害(如燃烧艾嵩、烟草等)→化学方法防治虫害(含砷、硫的无机物→含氟、氯的有机物→含磷有机物)。
第一代农药:天然产物和无机物;第二代农药:有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类;第三代农药:拟除虫菊酯、特异性农药。周期表右上角,非金属区。拟除虫菊酯:指一类结构或生物活性类似天然除虫菊酯的仿生农药,是在仿造天然除虫菊花有效成分及其化学结构的基础上发展起来的高效、安全新型杀虫剂。第三代农药的开发简介70年代后以研究从天然除虫菊科植物中提取的除虫菊酯杀虫剂为契机,开始了天然源农药的研究,人们不但实现了它的合成,又以它为先导结构进行了仿生合成,已知制出的多种拟除虫菊酯类农药的杀虫效果甚至大于过去的某些农药数倍到数十倍,而且是低毒、用量少、低残留农药。 此外,科学家们不但研制出昆虫绝育剂、驱避剂等药物,而且还从昆虫体内分离出多种包括性、食物及产卵的引诱剂。极少量这类药物,在诱捕阱的配合下,一次可捕杀大量害虫。 近年来出现一些作用机理特殊的农药如:1996年投入市场的“新奇农药商品”是第一个植物活化剂或称植物引发剂,它本身并无抑菌和其它生物活性,施用后却能使植物体内获得内吸性抗性(简称SAR),以抵御真菌性病毒侵入。又如昆虫甲壳素抑制剂氟铃脲能通过抑制形成昆虫壳体的甲壳素的生成来杀死害虫,但它却是对环境高度安全的,为此它和另外两种农药即:除草剂二氟吡隆和昆虫生长调节剂双苯酰肼共同获美国总统绿色化学奖。
在自然界中,由真菌引起的植物病害占植物病害总数的80%以上,1845年前后,一种由霉菌导致的马铃薯晚疫病在欧洲大泛滥。这种病以飞快的速度传播着,使欧洲 5/6的马铃薯被毁坏。那时欧洲人以马铃薯为主要粮食,马铃薯晚疫病致使北爱尔兰的800万居民处于饥荒之中,100万人被饿死,或因身体虚弱生病而死。1879年,葡萄霜霉病在法国的葡萄园中大流行,这也是由霉菌引起的病害,它严重毁坏了法国各地的葡萄园,使誉满世界的法国的葡萄酒酿造业一度陷于停顿。2、病害和草害的防治波尔多液是最早的保护性杀菌剂之一,是一种广谱无机杀菌剂,是由硫酸铜和石灰乳混合而成的一种天蓝色胶状悬浮液。杀菌的主要成分是碱性硫栈铜,粘着力强,药液喷在植物表面可形成一层薄膜,不易被雨水冲刷,残效期长。而内吸性杀菌剂能渗入植物组织或被植物吸收并在植物体内传导。多数为单向向顶传导,而少数药剂可以双向传导。这类内吸性杀菌剂保护植物免受病菌侵害,并抑制已经侵入植物组织的病菌生长,或者使植物免受病害2.农药在植物体内的残留
农药在土壤中受物理、化学和微生物的作用,按照其被分解的难易程度可分为两类:易分解类(如2,4-D和有机磷制剂)和难分解类(如2,4,5-T和有机氯、有机汞制剂等)。难分解的农药成为植物残毒的可能性很大。
植物对农药的吸收率因土壤质地不同而异,其从砂质土壤吸收农药的能力要比从其他粘质土壤中高得多。不同类型农药在吸收率上差异较大,通常农药的溶解度越大,被作物吸收也就越容易。例如,作物对丙体666的吸收率要高于其他农药,因为丙体666的水溶性大。不同种类的植物,对同一种农药中的有毒物质的吸收量也是不同的。例如,对有机氯农药中艾氏剂和狄氏剂的吸收量:洋葱<莴笋<黄瓜<萝卜《 胡萝卜。农药在土壤中可以转化为其他有毒物质,如 DDT可转化为 DDD、DDE,它们都能成为植物残毒。一般说来,块根类作物比茎叶类作物吸收量高;油料作物对脂溶性农药如 DDT、DDE等的吸收量比非油料性作物高;水生作物的吸收量比陆生植物高。
在农田滋生的杂草,会与作物和栽培植物争光照和CO2,争土壤水分、养料和肥料,争夺生存空间,降低土壤温度,影响作物生长。
传统方法缺点:费时、费事;
化学除草剂优点:杀死杂草而不伤害作物,节省大量劳力,有利于农业机械化发展和耕作栽培技术的更新。
杂草的防治与危害科学视野以除草剂2、4D极其结构变化为例,观察化学家是怎样分析和改变其结构而影响其药效的?●苯环及其取代基的变化:氯原子的取代数目和位置以及甲基的引入对活性有重要影响.也可用其他杂环或稠环代替苯环。
●侧链的变化:脂肪酸的碳链长度对活性也有重要影响。
●羧酸基团的变化:将羧酸变成盐。酯、酰胺等羧酸衍生物可以调节除草剂的选择性。例如。这类除草剂对阔叶杂草共有高度的活性。但对禾本科杂草却无活性。因此,—般用来防治谷类作物以及牧场、草地中的双子叶杂草。
植物生长调节剂 亦称植物生长调节物质。指那些从外部施加给植物,只要很微量就能调节、改变植物生长发育的化学试剂。除了植物激素从外部施加给植物作为生长调节剂外,更多的植物生长调节剂,是植物体内并不存在的人工合成有机物,主要有:一是植物激素类似物,例如与生长素有类似生理效能的吲哚丁酸、萘乙酸、2,4-D等,与细胞分裂素有类似生理效能的激动素和6-苄基氨基嘌呤等。二是生长延缓剂,有延缓生长作用,降低茎的伸长而不完全停止茎端分生组织的细胞分裂和侧芽的生长,其作用能被赤霉素恢复,例如矮壮索(CCC)、丁酰肼(B9)、调节安等。三是生长抑制剂,也有延缓生长的效果,但与生长延缓剂不同,它们主要干扰顶端的细胞分裂,使茎伸长停顿和顶端优势的破坏,其作用不能被赤霉素恢复,例如青鲜素(MH)等。另外,由于除草剂大都是人工合成的生长调节剂,因此,有人把除草剂也作为一大类生长调节剂。植物生长调节剂,在农业生产上,可分别用在促进或抑制植物的营养生长,促进或抑制种子、块根、块茎的发芽,防止或促进器官的脱落,促进生根、座果和果实发育,控制性别分化、诱导和调节开花,催熟或延迟成熟和衰老,以及杀死田间杂草等方面。 乙烯对多种作物有促进成熟,早熟增产等效果。但乙烯是气体,难用于大田生产,而一种人工合成的化学调节剂——乙烯利能被吸收,在体内释放乙烯,起到跟应用乙烯气体同样的效果:作业:1、2、3、4、10教材P103课题1 化肥与农药第二课时三、化肥、农药的合理使用与环境保护农药危害:破坏害虫与天敌之间的平衡,造成蜜蜂大量死亡、家蚕中毒。造成土壤和作物的农药残留,造成毒害水生生物和污染水源。
化肥的合理使用:考虑土壤的酸碱性、作物营养状态等因素外,还必须根据化肥本身的化学性质进行科学使用。如硫酸铵使用于雨水充沛的地区;而硝酸铵使用于比较干燥的地区且和其它肥料混合使用。不合理使用造成土壤酸性增强,土壤板结,水体富营养化,产生水华等污染现象。
农药施用后,在作物、土壤以及其他环境中剩余的痕量取药及其代谢产物称为农药残留。如果人或其他高等动物长期食用残留农药达到一定浓度的食物,就会使农药在体内慢慢累积起来引起慢性中毒。农药残留及其危害主要有两种途径,(1)施用药剂对农作物的直接作用以及农作曲对土壤等环境中残存农药的吸收。例如在接近收获期施用过多,过浓的农药,会造成农产品中残留农药的过量。农药对作物这种污染取决于农药本身的化学性质,加工剂型以及施药时间和方式等,也与农作物的品种.特性有关:(2)通过食物链造成的富集。资料卡片阅读下列材料,交流是否应该完全取缔化学农药的使用。 停《寂静的春天》简介 1962年6月《纽约人》杂志分三次发表了卡逊女士《寂静的春天》缩写本,9月出版全书。书是从一个震撼人心的“明天的寓言”讲起: “一个美丽而充满生机的美国中部小城,以其鸟类丰富多彩而驰名,当候鸟蜂拥而至的季节,人们会长途跋涉来这里观光。 ??一天随着一批携有杀虫剂居民的到来,很快发生许多不祥变化。神秘的疾病袭击成群小鸡;牛羊也病倒和死亡;孩子在玩耍时突然倒下,几小时后已经死去。能看到几只战栗小鸟,也已不能飞翔。小路两旁只有焦黄枯萎的植物,小溪也失去生命,因为水中已经没有鱼类。人从梦中醒来,再也听不到鸟儿歌唱,原野、森林和沼泽都是一片沉寂,一切声音都没有了,只有可怕的寂静……”卡逊在寓言最后说:“我知道并没有一个村庄经受过所描述的全部灾难,但其中某些灾难在有些地方确已发生”。 ??《寂静的春天》一经问世,很快遭到一片诋毁之声,并由此引发长达数年之久的杀虫剂论战。当时《纽约时报》的一条消息说:《寂静的春天》现在已成“喧嚣的夏天”。 论战是从对卡逊冷嘲热讽及人身攻击开始的,随后美国氰氨、孟山都和维希克尔等杀虫剂厂商,在农业部的暗中支持下,在对她开展强大攻势的同时还扬言要付诸诉讼,一些媒体也推波助澜,如《时代》周刊的评论中说:卡逊由于处理问题过于简单,所提出的许多引起人们恐慌的推论都是毫无根据的,是彻头彻尾错误的。滥用杀虫剂造成恶性循环 药物DDT DDT是一种不易分
解的、化学物质十分稳
定的有机杀虫剂。
我相信大家都听过一种在20世纪50年代非常流行的杀虫药DDT吧。
它是一种杀虫的化学物。 这些DDT喷在植物上杀虫,其中大部分药物落在地面上、流进空气中,随着下雨,顺着地面的流水汇进大海。于是进入食物链中:浮游生物—鱼——鸟、兽。 兽、鸟体内积累的DDT的含量比海水中高出百万倍。DDT使鸟蛋的壳变软,孵化时极易压碎而孵不出小鸟,使得鸟数量减少;DDT还能引起妇女不孕。 DDT不仅危害人及其
他生物,就连从来用过
DDT的南极地区的企鹅
和北极附近的因纽特人
体内也有DDT。
返回虽然现在世界上已禁止使用DDT,但有些国家还在违法使用。 从药物DDT这个例子中说明人类要竭力保护地球的生物圈!例题1、
材料一:(DDT)是20世纪60年代以前广为应用的一种杀虫剂,它由三氯乙醛和氯苯通过如下反应制备得到:
+2 → 据统计,由于使用了DDT等化学农药,减少病虫害,挽回的粮食损失占总产量的15%。若以世界粮食年产量18亿吨(70年代水平)计算,那么有27亿吨是由化学农药换回来的,相当于10多亿人一年的口粮。此外,DDT还能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传统疾病的害虫,从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。瑞士昆虫学家保罗·米勒因发现DDT药效,而于1948年荣获诺贝尔生理医学奖。 (1)氯苯是一种重要的化工原料,由苯和氯气生产氯苯的反应是
A.化合反应 B.分解反应
C.取代反应 D.加成反应答案:C 材料二:曾几何时,DDT因其稳定性、脂溶性、药效普适性等特点,而大量生产,普遍使用,以致最终造成环境污染。1962年美国生物学家卡尔松(Bachel Carson)在《寂静的春天》一书中,对包括DDT在内的农药所造成的公害,作过生动的描写:“天空无飞鸟,河中无鱼虾,成群鸡鸭牛羊病倒和死亡,果树开花但不能结果,农夫们诉说着莫明其妙的疾病接踵袭来。总之,生机勃勃的田野和农庄变得一片寂静,死亡之幽灵到处游荡……”此书问世引起社会强烈反响。从70年代初起,美国、瑞士等国相继禁止生产DDT。我国政府于1985年明令全部禁止使用DDT。 (2)下列关于DDT的说法不正确的是
A DDT也能杀死有益的生物
B DDT极易溶于水
C DDT是烃的衍生物
D DDT不易被生物分解答案: B DDT是烃的衍生物,属脂溶性化合物,难溶于水,对害虫、益虫均有毒杀作用,且不易分解。 材料三:为了杀灭对人类有害的昆虫,而又避免或减少污染环境和破坏生态平衡。化学工作者进行了不懈的努力,研制出多种新型杀虫剂,以代替DDT等农药。例如化合物A就是其中一种。 (3)化合物A含有的官能团有: 答案:有双键、羟基、醛基。课件48张PPT。4.2《表面活性剂精细化学品》教学目标 知识与能力
1.通过实例了解精细化工产品的生产特点,知道精细化工在社会发展中的作用。
2、了解我国精细化工的发展现状。
教学重点、难点:通过实例了解精细化工产品的生产特点
探究建议:
1、参观当地的精细化工企业(或者观看有关 的影像片、收集有关的资料),讨论精细化工发展的前景和可能存在的问题。??? 2、调查:化学在染整工艺中的应用。
课时划分:两课时课题2 表面活性剂 精细化学品第一课时油脂油脂
肪1.植物油脂呈液态,称为油2.如:菜籽油、花生油、豆油、棉籽油1.动物油脂呈固态,称脂肪2.如:猪油、牛油属于酯类复习:选修5油脂内容
油脂是由多种高级脂肪酸与甘油生成的酯。
结构:
复习:选修5油脂内容油脂结构中的R1、R2、R3的意义: 1)代表高级脂肪酸中的烃基 2)可能为饱和烃基,也可能为不饱和烃基4)天然油脂大多为混甘油酯 3)可能相同(即单甘油酯),也可能不同(即混甘油酯)复习:选修5油脂内容+ 3H2 催化剂
加压、加热油酸甘油酯(油)硬脂酸甘油酯(脂肪)油脂的化学性质油脂的氢化
(油脂的硬化)复习:选修5油脂内容2.油脂的水解硬脂酸甘油酯(脂肪)+ 3H2O硫 酸3C17H35COOH +硬脂酸甘油复习:选修5油脂内容新授课精细化学品表面活性剂(肥皂、洗衣粉)、化学药物等一、肥皂可以用来去油污1、肥皂的去污原理亲水基--肥皂结构中-COONa或-COO-是极性基团,极易溶于水,具有亲水性;
憎水基--肥皂结构中的烃基-R,不溶于,但极易溶于有机溶剂,具有亲油性质;科学探究 1、在烧杯中加入一定量的水,取一枚针放在一片滤纸上,并将它们一起轻轻放在水面上,观察现象;用滴管滴加肥皂水,观察这枚针的变化。 2、在盛有少量水的试管中滴加几滴植物油,震荡后静止,观察水与油的混溶情况,在水与油的混和溶液中加入适量的肥皂水震荡后静止,观察水与油的混溶情况。3、描述肥皂的去污过程4、肥皂在软水中去污效果好,而在硬水及酸性环境中去污效果不好,为什么对自然现象作出合理解释观察配合FLASH课件及下列图,叙述肥皂去污过程。 肥皂制取的过程:
把动物脂肪或植物油NaOH溶液按一定比例放在皂化锅内,加热、搅拌使之发生皂化反应;
往锅内加入食盐,使生成物高级脂肪酸钠从甘油和水的混合物中分离析出(盐析);
集取浮在液面的高级脂肪酸钠,加入填充剂,进行压滤、干燥、成型,就制成成品肥皂;
下层液体经分离提纯后,便得到甘油。2、肥皂的制取原理实验4-1工业制皂原理二、合成洗涤剂 1. 合成洗涤剂的组成:由憎水基和亲水基组成,如:烷基苯磺酸钠烷基磺酸钠2、合成洗涤剂与肥皂的比较
(1)肥皂不适合在硬水中使用,而洗涤剂使用不受限制;
(2)合成洗涤剂洗涤能力强,可以用于机洗;
(3)合成洗涤剂的原料便宜。
(4)合成洗涤剂的危害:由于其稳定性,在自然界中不易被细菌分解,造成水体污染。尤其含磷洗涤剂造成水体富营养。
在第一次世界大战期间,德国就开始制造烷基苯基磺酸盐以代替肥皂。1930年,美国National Aniline公司正式将烷基苯磺酸钠作为廉价的全成洗涤剂销售。这种产品,在第二次世界大战后的1945~1950年间迅速普及。在日本,利用硬性型ABS(带支链的烷基苯磺酸盐)的合成洗涤剂的产量,在1963年已超过肥皂。但是随着合成洗涤剂消费量的增加,引起了河川发生泡沫等污染水质的问题。因而改用对微生物降解性良好的软性型LAS(直链烷基苯磺酸盐)。
(1)软性型LAS最常见的是直链十二烷基苯磺酸钠,其结构中与肥皂(C17H35COONa)的憎水基团—C17H35相当的基团为???????????? 。同浓度的直链十二烷基苯磺酸与肥皂溶液的pH值较大的是?????????? 。
(2)烷基苯磺酸钠用作洗涤剂时,需配加三聚磷酸钠、硅酸钠等助洗剂。当洗涤用水硬度较大时,洗衣粉与肥皂相比,???????? 洗涤效果较好,原因是肥皂??????????? 。
(3)1999年1月1日开始的太湖流域的禁磷行动是指????????????????? ,主要目的是???????????????????????????????????????? ?????????????????????。
(4)现在市场上销售的加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶,它对洗涤???????????? 类污渍效果极好,原因是?????????????????????????????????????????? 。
总结:合成优良洗涤剂的优化方案1、确定合适的碳链长度
2、选择不含支链的烃基
3、合理的配方合成洗涤剂知识介绍:合成洗涤剂课 堂 练 习 1、下列有关油脂的叙述中,不正确的[ ]
A.油脂没有固定的熔点和沸点,所以油脂是混合物
B.油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯
C.油脂是酯的一种
D.油脂都不能使溴水褪色 D 2、既能发生水解反应又能发生氢化反应的是[ ]
A.油酸甘油脂 B.软脂酸甘油酯
C.油酸 D.乙酸乙酯
A课题2 表面活性剂 精细化学品第二课时 还包括:香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、印刷油墨及其助剂、感光材料、磁性材料、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、纺织印染剂及整理剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂、石油炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、精细陶瓷、稀土、电子化学品及材料、功能高分子材料、生物化工制品等。 精细化学品按用途可归纳为:医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、表面活性剂、粘接剂、催化剂、添加剂、食品和动物饲料添加剂、塑料、合成纤维和橡胶用添加剂等。三、精细化学品及其生产特点表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化工飞速发展与合成塑料、合成橡胶、合成纤维一并兴起的一种新型化学品,是精细化工品的重要门类之一,在日常生活、工业生产和科技领域有着非常重要的作用和广泛的应用。它是许多部门必要的化学助剂,其用量虽小,但收获甚大,往往能起到意想不到的效果,被誉为“工业味精”的美称。
1、精细化学品具有品种多、批量少、产值高等特点。 特点:用量少,显著降低水与空气或其他物质界面张力,大大提高工业生产效率,提高产品的性能和质量。小批量、多品种精细化工产品本身的用量不大。
药的服用量以毫克计;
食品添加剂的用量只是百万分之几;
染料是织物重量的3-5%对每一个精细化工部门来说,产品的品种通常会很多。
如染料:不同化学结构的品种为5232个。 小批量、多品种的特点决定了精细化工产品的生产通常采用间歇反应为主,采用批次生产。
用量小而效益显著
若在人造卫星的结构中采用结构胶粘剂代替金属焊接,节省一公斤金属,就有近十万元的经济效益。
在聚氯乙烯塑料中,采用耐温增塑剂代替普通增塑剂就可提高400C的使用温度 1、在灭火中的应用2、在化妆品中的应用 3、在石油工业中的应用4、在纺织工业中的应用5、在包装中的应用精细化学品在工农业生产中应用表面活性剂在消防灭火中的应用是用作泡沫灭火剂。对于木材、原棉等固体物的火灾,由于表面活性剂的渗透和润湿作用,使水易于透入燃料体内部而起到阻止火继续燃烧。对于油类等液体物的火灾,由于表面活性剂能加速油的乳化或凝胶化,以及灭火剂迅速在燃料油的表面上铺展开来,形成隔离膜,而起到灭火作用。泡沫灭火剂生成的泡沫是由泡沫灭火剂中高起泡能力的表面活性剂的作用形成的。 在灭火中的应用精细化学品在工农业生产中应用
近年来开发出一系列对皮肤有各种有益功能的霜膏,在配方中增添了各种有效成分,能促进皮肤新陈代谢和再生,解脂及增加皮肤蛋白,促进血液循环,防止皮肤变色,抑制皮肤病变,促使皮肤恢复正常生理功能,赋予皮肤柔软和缓解日晒红斑等。这类护肤霜受到从事各行业人们的喜爱。
制备护肤霜所用的乳化剂通常采用复配型的,既有良好的乳化性能,对皮肤的刺激性又小。常用的表面活性剂主要是非离子表面活性剂。 在化妆品中的应用精细化学品在工农业生产中应用 在石油工业中的应用石油产品添加剂之一——助燃剂
助燃剂或促燃剂是当今所研究的节油剂中的一种最主要的成分。由于它的作用,燃料雾化更好,燃料的气化率及扩散性提高,燃料的发火点降低,燃烧速度加快、燃烧效率增大、输出功率提高。
总之,助燃剂能使燃料燃烧得更充分,从而降低燃料消耗,达到节能目的,井减轻废气对环境的污染。 精细化学品在工农业生产中应用 在纺织工业中的应用织物的退浆、煮练和漂白加工过程统称为织物的前处理。
染料从染液向纤维表面和内部转移的过程大致分为3个阶段:吸附、扩散、固着。
染色助剂在染色中起着十分重要的作用。表面活性剂是品种最多、使用最广泛的一类染色助剂,它在染色中主要用作渗透剂、分散剂、匀染(缓染)剂以及固色剂、皂洗剂等。 精细化学品在工农业生产中应用抗静电剂
聚烯烃、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等塑料制品的表面,常因在成型过程中与模具或设备表面分开而积有静电,给人们生活增添了危害。消除塑料表面静电的方法中最普通的是使用抗静电剂。塑料包装材料常用的抗静电剂主要是表面活性剂。
表面活性剂型抗静电剂,其分子中的亲油部分牢固地吸附在塑料的表面,亲水部分从空气中吸收水分,从而在塑料表面形成薄薄的导电层,起到消除静电的作用。 在包装中的应用精细化学品在工农业生产中应用大量采用复配技术由于应用对象的特殊性,很难采用单一的化合物来满足各种特定的要求,需要多种组分配合起来才能达到目的。
如:洗涤剂就需要有乳化润湿作用的表面活性剂、柔软平滑剂、抗静电剂等。复配技术应用举例2、 精细化工具有技术密集附加值高的特点研究开发(R&D)投资高 工艺流程长 情报密集、信息快技术密集产品的更新换代快,市场寿命短,技术专利性强,市场竞争激烈等。 研究开发是指从制定具体的研究目标开始直到技术成熟进行投产前的一段过程。
开发一种新药需要5-10年,投资需2000万美元,达年销售额的14%。
一般精细化工产品研究开发投资占年销售额的6-7%是正常现象。
成功率较低:染料的专利开发中成功率通常只是0.1-0.2%.投资高单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格。如:
感光材料的成色剂合成单元反应多达十几步,最后产率有时会低于20%。
在制药工业中,除采用合成原料外,还要采用天然产物,或是用生化方法得到的半人工合成中间体。工艺流程长由于精细化工产品是根据具体应用对象而设计的,它们的要求经常会发生变化。一旦有新的要求提出,就必须按照新要求来重新设计结构,或对原有的化学结构进行改进,其结果就会产生新产品。
大量的基础研究工作产生的新化学品也不断地需要寻求新的用途。 情报密集、信息快 技术密集的特点反映在精细化工产品的生产中是技术保密性、专利垄断性强。 厂家通过自己拥有的技术开发得到的技术进行生产,并以此为手段在国内及国际市场上进行激烈竞争。 附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值。
是指当产品从原材料开始经加工到生产出产品的过程中实际增加的价值。包括利润、工人劳动、动力消耗以及技术开发等费用。附加价值高一个新药约需5~10年时间,耗资2000万美元,这种研究是必需的,但风险较大。拓展材料---化学与药物设计、制造自学例题 关于卡托普利的说法正确的是
A、它是一种蛋白质
B、它会发生水解反应
C、卡托普利是治疗新脑血管疾病的
D、药物与受体之间包括氢键、范德华力、离子键、疏水作用等。C、D作业:P104 8、11表面活性剂重金属去除技术中的应用废气净化中的应用对植物吸收有机毒物的影响表面活性剂的环境安全性表面活性剂对土壤的修复表面活性剂对土壤的危害在医药行业中
作为杀菌剂和消毒剂使用 废纸脱墨剂 在皮革工业的应用 在油田中的应用药剂制备过程
的应用 树脂障碍
控制剂