
高一下半学期第一单元化学重点知识总结
第一单元 卤 素 第一节 氯气 一、氯原子结构:氯原子的原子结构示意图为______由于氯原子最外层有____个电子,容易___(得或失)___个电子而形面8个电子稳定结构,因此氯元素是活泼的非金属元素。
二、氯元素的性质 1、 氯气是黄绿____色有_有刺激性____气味的气体,有___毒,可溶于水,密度比空气__。
2、 氯气的化学性质:点燃 与金属反应 2Na + Cl2===2NaCl (白___色烟) 点燃 Cu +Cl2===CuCl2 (棕黄_______色烟) 点燃H2+Cl2===2HCl (__白_____色火焰)或光照 与非金属反应 2P+3Cl2===2PCl3 PCl3+Cl2===PCl5 (________色烟雾) Cl2+H2O===HCl+HClO(有强氧化性的弱酸,漂白性) 与化合物反应 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(漂白粉,有效成份是CaCl2 Ca(ClO)2____)Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO(这个反应证明HClO是弱酸的事实) Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O 氯气的用途:消毒、制盐酸、漂白粉、农药等 AgBr用作感光片AgI用作人工降雨 练习:指出以上反应中氧化剂和还原剂,并用单线或双线桥表示电子转移情况。
三、氯气的制法 1、 药品:浓盐酸和二氧化锰 2、 原理:MnO2+4HCl===MnCl2+2H2O+Cl2↑ (求氧化剂和还原剂的物质的量之比为_1:2_____,当有2mol氯气生成时,有_4____HCl被氧化,有_4__mol电子转移) 3、 装置类型:固+液―― 4、 收集方法:用___排空气法或排饱和食盐水法收集。
5、 检验:使湿润的KI淀粉试纸 变 蓝(思考其原因是什么 6、 余气处理:多余的氯气通入_NaOH___溶液中处理吸收,以免污染环境。
第二节 氯化氢 一、氯化氢的性质 1、物理性质:是一种无___色有_臭鸡蛋___气味的氯体,_易__溶于水(1 :500 体积比)密度比空气大。
2、化学性质:HCl 溶于水即得盐酸,盐酸是一种强酸,具有挥发性和腐蚀性。
3、氯化氢的实验室制法 药品:食盐(NaCl)和浓H2SO4 原理:用高沸点(或难挥发性)酸制低沸点酸(或易挥发性)(与制硝酸的原理相同)微热 NaCl+H2SO4=====NaHSO4+HCl↑ 强热 总式:2NaCl+H2SO4====Na2SO4+2HCl↑NaCl+NaHSO4====Na2SO4+HCl↑ (上述说明了条件不生成物不同,要注意反应条件) 装置类型:固+液――收集方法:用向上排空法收集 检验:用 湿润的蓝色石蕊 试纸 余气处理:将多余的气体通入 水 中即可 第四节 卤族元素 1、 原子结构特征:最外层电子数相同,均为7个电子,由于电子层数不同,原子半径不,从F――I原子半径依次增大,因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱,从外界获得电子的能力依次减弱,单质的氧化性减弱。
2、 卤素元素单质的物理性质的比较(详见课本24面页) 物理性质的递变规律:从F2→I2,颜色由浅到深,状态由气到液到固,熔沸点和密度都逐渐增大,水溶性逐渐减小。
3、 卤素单质化学性质比较(详见课本28页) 相似性:均能与H2发生反应生成相应卤化氢,卤化氢均能溶于水,形成无氧酸。
暗 光 H2+F2===2HF H2+Cl2===2HCl 加热 持加热 H2+Br2===2HBr H2+I2====2HI 均能与水反应生成相应的氢卤酸和次卤酸(氟除外) 2F2+2H2O==4HF+O2 X2+H2O====HX+HXO (X表示Cl Br I) 递变性:与氢反应的条件不同,生成的气体氢化物的稳定性不同, HF>HCl>HBr>HI,无氧酸的酸性不同,HI>HBr>HCl>HF.。
与水反应的程度不同,从F2 → I2逐渐减弱。
注意:萃取和分液的概念 1、 在溴水中加入四氯碳振荡静置有何现象
(分层,下层橙红色上层无色 2、 在碘水中加入煤油振荡静置有何现象
(分层,上层紫红色,下层无色) 卤离子的鉴别:加入HNO3酸化的硝酸银溶液, Cl-:得白色沉淀。
Ag+ + Cl- ===AgCl↓ Br-:得淡黄色沉淀 Ag+ + Br- ====AgBr↓ I: 得黄色沉淀 Ag+ + I- ====AgI↓ 第三章 硫 硫 酸 一、硫的物性 淡黄色的晶体,质脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 二、硫的化学性质 1、 与金属的反应 2Cu+S===Cu2S(黑色不溶于水) Fe+S=====FeS(黑色不溶于水) (多价金属与硫单质反应,生成低价金属硫化物) 2、 与非金属的反应 点燃 S+O2=====SO2 S+H2=====H2S 第二节 硫的氢化物和氧化物 一、硫的氢化物―――硫化氢 1、 硫化氢的的理性质 H2S是一种具有臭鸡蛋气味、无色、有剧毒的气体,能溶于水,常温常压1体积水能溶解2.6体积的硫化氢。
2、 硫化氢的化学性质:热不稳定性 H2S====H2+S 点燃 可燃性 2H2S+3O2===2H2O+2SO2 (完全燃烧)(火焰淡蓝色) 2H2S+O2===2H2O+2S (不完全燃烧) 还原性 SO2+2H2S=2H2O+3S 3、 氢硫酸 硫化氢的水溶液是一中弱酸,叫氢硫酸,具有酸的通性和还原性。
二、硫的氧化物 1、 物理性质:二氧化硫是一种无色有刺激性气味有毒的气体,易溶于水,常温常压1体积水可溶解40体积的二氧化硫;三氧化硫是一种没有颜色易挥发的晶体,熔沸点低。
2、 化学性质 二氧化硫是一种酸性氧化物,与水直接化合生成亚硫酸,是亚硫酸的酸酐,二氧化硫具有漂白作用,可以使品红溶液腿色,但漂白不稳定。
SO2+H2O ==== H2SO3 (这是一个可逆反应,H2SO3是一种弱酸,不稳定,容易分解成水和二氧化硫。
) 3、 二氧化硫的制法 Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑ 第三节 硫酸的工业制法――接触法 一、方法和原料 方法:接触法 原料:黄铁矿(主要成份是FeS2)、空气、水和浓硫酸 二、反应原理和生产过程 步骤 主要反应 主要设备 点燃 二氧化硫制取和净化 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 沸腾炉 二氧化硫氧化成三氧化硫 2SO2+O2===2SO3 接触室 三氧化硫氧吸收硫酸生成 SO3+H2O=H2SO4 吸收塔 思考:1、为什么制得二氧化硫时要净化
(为了防止催化剂中毒) 2、为什么吸收三氧化硫时用浓硫酸作吸收剂而不用水呢
(用水吸收时易形酸雾,吸收速度慢,不利于吸收,而用浓硫酸吸收时不形成酸雾且吸收干净,速度快。
) 第四节 硫酸 硫酸盐 一、浓硫酸的物理性质 98.3%的硫酸是无色粘稠的液体,密度是1.84g\\\/mL,难挥发,与水以任意比互溶 二、浓硫酸的特性 脱水性 与蔗糖等有机物的炭化 吸水性―用作干燥剂 强氧化性 2H2SO4(浓)+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑(此反应表现H2SO4(浓)具有氧化性又有酸性) H2SO4(浓)+C=CO2↑+H2O+2SO2↑(此反应只表现H2SO4(浓)的氧化性) 注:H2SO4(浓)可使铁、铝发钝化,故H2SO4(浓)可铁或铝容器贮存 四、 硫酸盐 1、硫酸钙CaSO4 石膏CaSO4.2H2O 熟石膏2CaSO4.H2O(用作绷带、制模型等) 2、硫酸锌ZnSO4 皓矾ZnSO4.7H2O(作收敛剂、防腐剂、媒染剂 ) 3、硫酸钡BaSO4,天然的叫重晶石,作X射线透视肠胃内服药剂,俗称钡餐。
4、 CuSO4.5H2O, 蓝矾或胆矾,FeSO4.7H2O,绿矾 五、硫酸根离子的检验 先加盐酸酸化后加氯化钡溶液,如果有白色沉淀,则证明有硫酸根离子存在。
第六节 氧族元素 一、氧族元素的名称和符号:氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) 钋(Po) 二、原子结构特点 相同点:最外层都有6个电子; 不同点:核电荷数不同,电子层数不同,原子半径不同 三、性质的相似性和递变性(详见课本91页) 1、 从O→Po单质的熔点、沸点、密度都是逐渐升高或增大 2、 从O→Po金属性渐强,非金属性渐弱。
3、 与氢化合通式:H2R,气体氢化物从H2O→H2Se的稳定性渐弱 4.与氧化合生成RO2型或RO3型的氧化物,都是酸酐,元素最高价氧化物水化物的酸性渐弱。
硫的用途:制硫酸、黑火药、农药、橡胶制品、硫磺软膏 SO2用于杀菌消毒、漂白 第四章 碱金属 第一节 钠 一、碱金属 :锂、钠、钾、铷、铯、钫原子的最外电子层上都只有一个电子,由于它们的氧化物溶解于水都是强碱,所以称这一族元素叫做碱金属。
二、钠的物理性质:钠质软,呈银白色,密度比水小,熔点低,是热和电的良导体。
三、钠的化学性质 1、 与非金属反应 4Na+O2====2Na2O (Na2O不稳定) 2Na+O2====Na2O2 (Na2O2稳定) 2Na+Cl2===2NaCl 2Na+S====Na2S ( 发生爆炸) 2、与化合物反应 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑(现象及原因:钠浮于水面,因钠密度比水小;熔成小球,因钠熔点低;小球游动发出吱吱声,因有氢气产生;加入酚酞溶液变红,因有碱生成) Na与CuSO4溶液的反应 首先是钠与水反应2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 然后是2NaOH+ CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4(有蓝色沉淀) 注:少量的钠应放在煤油中保存,大量的应用蜡封保存。
第二节 钠的化合物 一、钠的氧化物(氧化钠和过氧化钠) Na2O+H2O===2NaOH (Na2O是碱性氧化物) 2 Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ( Na2O2不是碱性氧化物、Na2O2是强氧化剂,可以用来漂白) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑(在呼吸面具或潜水艇里可用作供氧剂 二、钠的其它重要化合物1、硫酸钠 芒硝(Na2SO4.10H2O) 用作缓泻剂 2、碳酸钠 Na2CO3 用作洗涤剂 3、碳酸氢钠 NaHCO3 作发孝粉和治胃酸过多 注:碳酸钠和碳酸氢钠的比较 水溶性:Na2CO3 比NaHCO3大 与HCl反应速度NaHCO3 比Na2CO3快 热稳定性NaHCO3受热易分解Na2CO3不易分解 2 NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(常用此法除杂) 第三节 碱金属元素 一、物理性质(详见课本107页) 银白色,柔软,从Li→Cs熔沸点降低 二、性质递变规律Li Na K Rb Cs 原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,与水反应越来越剧烈,生成的碱的碱性渐强。
三、焰色反应 1、 定义:多种金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈特殊的颜色 2、 用品:铂丝、酒精灯、试剂 3、 操作:灼烧→蘸取试剂→放在火焰上观察火焰颜色→盐酸洗净→灼烧。
注:焰色反应可用来鉴别物质 记住:钠――黄色 钾――紫色(透过蓝色钴玻璃) 第六章 氮和磷 第一节 氮族元素 一、周期表里第VA族元素氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)铋(Bi)称为氮族元素。
二、氮族元素原子的最外电子层上有5外电子,主要化合价有+5(最高价)和-3价(最低价) 三、氮族元素性质的递变规律(详见课本166页) 1、密度:由小到大 熔沸点:由低到高 2、 氮族元素的非金属性比同期的氧族和卤族元素弱,比同周期碳族强。
3、 最高氧化物的水化物酸性渐弱,碱性渐强。
第二节 氮 气 一、物理性质 氮气是一种无色无味难溶于水的气体,工业上获得的氮气的方法主要是分离液态空气。
二、氮气分子结构与化学性质 1、 写出氮气的电子式和结构式,分析其化学性质稳定的原因。
2、 在高温或放电的条件下氮气可以跟H2、O2、金属等物质发生反应 高温压 放电 N2+3H2===2NH3 N2+O2===2NO 催化剂 点燃 N2+3Mg====Mg3N2 三、氮的氧化物 1、氮的价态有+1、+2、+3、+4、+5,能形成这五种价态的氧化物:N2O (笑气)、NO、 N2O3 NO2 N2O4 N2O5 3、 NO在常温常压下极易被氧化,与空气接触即被氧化成NO2 2NO +O2 = 2NO2 无色不溶于水 红棕色溶于水与水反应 4、 NO2的性质 自身相互化合成N2O4 2NO2====N2O4(无色) 3NO2+H2O====2HNO3+NO↑(NO2在此反应中既作氧化剂又作还原剂) 四、氮的固定 将空气中的游离的氮转化为化合态的氮的方法统称为氮的固定。
分为人工固氮和自然固氮两种。
请各举两例。
第三节 氨 铵盐 一、氨分子的结构 写出氨分子的分子式_____电子式、_____、结构式________,分子的空间构型是怎样的呢
(三角锥形) 二、氨的性质、制法 1、 物理性质:无色有刺激性气味极溶于水的气体,密度比空气小,易液化。
2、 化学性质: 与水的作用:(氨溶于水即得氨水)NH3+H2O====NH3.H2O====NH4++OH- NH3.H2O===== NH3↑+H2O 与酸的作用 : NH3+HCl=== NH4Cl NH3+HNO3=== NH4NO3 2NH3+H2SO4=== (NH4)2SO4 3、制法:2NH4Cl+Ca(OH)2====CaCl2+2NH3↑+H2O 三、氨 盐 1、 氨盐是离子化合物,都易溶于水,受热都能分解,如 NH4Cl=== NH3↑+HCl↑ 2、 与碱反应生成NH3 NH4++OH-=== NH3↑+H2O 3、 NH4+的检验:加入氢氧化钠溶液,加热,用湿的红色石蕊试纸检验产生的气体。
第四节 硝 酸 一、硝酸的性质 1、 物理性质:纯净的硝酸是无色易挥发有刺激性气味的液体,98%以上的硝酸叫发烟硝酸。
2、 化学性质:不稳定性,见光或受热分解 4HNO3 ===2H2O+4NO2↑+O2↑ (思考:硝酸应怎样保存
) 氧化性:①硝酸几乎能氧化所有的金属(除金和铂外),金属被氧化为高价,生成硝酸盐。
如Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(表现硝酸有酸性又有氧化性) ②能氧化大多数非金属,如 C+4HNO3 ===CO2↑+4NO2↑+2H2O(只表现硝酸的氧化性) ③在常温与铁和铝发生钝化 ④ 1体积的浓硝酸与3体积的浓盐酸的混合酸叫做“王水”,“王水”的氧化性相当强,可以氧化金和铂 二、硝酸的工业制法 1氨的氧化 催化剂 4NH3+5O2====4NO+6H2O 2、硝酸的生成 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 注: 尾气处理:用碱液吸叫尾气中氮的氧化物 要得到96%以上的浓硝酸可用硝酸镁(或浓硫酸)作吸水剂。
第六节 磷 磷酸 一、白磷与红磷性质比较 色态 溶解性 毒性 着火点 红磷 红棕色粉末 水中、CS2中均不溶 无 较高2400C 白磷白色(或淡黄)蜡状固体 不溶于水但溶于CS2 有毒 低400C 二、磷酸(纯净的磷酸为无色的晶体) 冷水 P2O5+H2O====2HPO3 (偏磷酸,有毒) 热水 P2O5+3H2O====2H3PO4 (磷酸,无毒,是中强酸,具有酸的通性) 注: 区分同位素与同素异形体的概念,常见互为同素异形体的物质有 红磷 与白磷 氧气和溴氧 金刚石和石墨 白磷的分子结构有何特点
(四面体结构P4)应怎样保存
(水中保存)
分散相和连续相
石油炼制过程之一在热的作用下(不用催化)使重质油发生裂化反应,转变为裂化气(炼厂气的一)、汽油、柴油的过程。
热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的馏分油或渣油,或其他石油炼制过程副产的重质油。
沿革 1912年热裂化已被证实具有工业化价值。
1913年,美国印第安纳标准油公司将W.M.伯顿热裂化法实现工业化。
1920~1940年,随着高压缩比汽车发动机的发展,高辛烷值汽油用量激增,热裂化过程得到较大发展。
第二次世界大战期间及战后,热裂化为催化裂化所取代,双炉热裂化大都改造为重质渣油的减粘热裂化。
化学反应 热裂化反应很复杂。
每当重质油加热到450℃以上时,其大分子分裂为小分子。
同时,还有少量叠合(见烯烃叠合)、缩合发生,使一部分分子转变为较大的分子,热裂化是按自由基反应机理进行的。
在400~600℃,大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃;环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃,其侧链较易断裂;芳烃的环很难分裂,主要发生侧链断裂。
热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多;而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。
工艺过程 工业装置类型主要有双炉热裂化和减粘热裂化两种。
前者的原料转化率(轻质油收率)较高,大于45%,目的是从各种重质油制取汽油、柴油;后者的转化率较低(20%~25%),目的是降低减压渣油的粘度和凝点,以提高燃料油质量,双炉热裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油,目前已不发展;减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的应用。
双炉热裂化 所谓双炉,是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的轻重进料,操作时原料油直接进入分馏塔下部,与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后,在塔中部抽出轻循环油。
塔底为重循环油。
两者分别送往轻油、重油加热炉(为避免在炉管中结焦,故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度),然后进入反应塔进行热裂化反应。
反应温度为485~500℃,压力1.8~2.0MPa;反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后,进入分馏塔分馏。
汽油和柴油总产率约为60%~65%。
所得柴油凝点-20℃以至-30℃、十六烷值(见柴油)约60(比催化裂化柴油高约20个单位);汽油辛烷值较低(马达法辛烷值约55~60)且安定性差,热裂化渣油是生产针状焦(见石油焦)的良好原料。
双炉热裂化的能耗约1900MJ\\\/t原料(为催化裂化的65%~70%)。
减粘热裂化 是一种浅度裂化过程,用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油,从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。
同时,还生产裂化汽油和柴油。
减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式两种类型,主要差别是前者不设反应塔,热裂化反应在炉管中进行,加热温度高(约450~510℃)、停留时间短(决定于温度);后者在加热炉后设反应塔,主要热裂化反应在反应塔内进行,加热温度低(约445~455℃)、停留时间长(10~20min)。
两者产品产率基本相同,轻质油产率约为18%~20%。
反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低,是近年来应用较多的一种工艺。
常减压蒸馏流程二、石油炼制过程-催化重整-芳烃抽提 也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混合物中分离芳烃的液液萃取过程。
主要用于从催化重整和烃类裂解汽油中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯),有时也用于从催化裂化柴油回收萘,抽出芳烃以后的非芳烃剩余物称抽余油。
轻质芳烃与相近碳原子数的非芳烃沸点相差很小(如苯80.1℃,环己烷80.74℃,2,2,3-三甲基丁烷80.88℃),有时还形成共沸物,因此实际上不能用精馏方法分离。
利用芳烃在某些溶剂中溶解度比非芳烃大的特点,采用液液萃取方法可以回收纯度很高的芳烃。
常用萃取剂有二乙二醇醚(二甘醇)、三乙二醇醚(三甘醇)、四乙二醇醚(四甘醇)、环丁砜等,也用二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等。
1952年美国环球油品公司开发以二乙二醇醚为溶剂的尤狄克斯(Udex)法抽提芳烃,在休斯敦投产后,广为应用。
芳烃在重整汽油中含量高,不含烯烃、硫化物等杂质,处理较易。
裂解汽油中含较多的二烯烃、烯烃、苯乙烯及少量的含硫、氮、氧的有机物,二烯烃很易聚合,硫化物很难从芳烃中除去。
因此,从裂解汽油中抽提芳烃之前,必须进行二段加氢处理,以除去上述杂质。
工艺流程 以二乙二醇醚处理催化重整汽油为例。
原料在抽提塔中与溶剂逆流接触进行萃取,温度125~140℃,溶剂对原料比约15:1。
抽提塔底物含溶解在溶剂中的芳烃,将后者送入汽提塔(见解吸)与溶剂分离,塔底的溶剂循环去抽提塔,塔顶产物送入芳烃水洗塔洗去残余溶剂后即为纯芳烃混合物。
抽提塔顶的非芳烃,送水洗塔洗除残余溶剂。
两个水洗塔底均为水与溶剂,去溶剂回收塔,蒸出水后,塔底溶剂去抽提塔循环使用。
催化重整流程简图芳烃抽提示意图三、石油炼制过程-石油产品精制-加氢精制 也称加氢处理,石油产品最重要的精制方法之一。
指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。
有时,加氢精制指轻质油品的精制改质,而加氢处理指重质油品的精制脱硫。
20世纪50年代,加氢方法在石油炼制工业中得到应用和发展,60年代因催化重整装置增多,石油炼厂可以得到廉价的副产氢气,加氢精制应用日益广泛。
据80年代初统计,主要工业国家的加氢精制占原油加工能力的38.8%~63.6%。
加氢精制可用于各种来源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制,润滑油、石油蜡的精制,喷气燃料中芳烃的部分加氢饱和,燃料油的加氢脱硫,渣油脱重金属及脱沥青预处理等。
氢分压一般分1~10MPa,温度300~450℃。
催化剂中的活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种(称为二元金属组分),催化剂载体主要为氧化铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼,有时还加入磷作为助催化剂。
喷气燃料中的芳烃部分加氢则选用镍、铂等金属。
双烯烃选择加氢多选用钯。
各种油品加氢精制工艺流程基本相同,原料油与氢气混合后,送入加热炉加热到规定温度,再进入装有颗粒状催化剂的反应器(绝大多数的加氢过程采用固定床反应器)中。
反应完成后,氢气在分离器中分出,并经压缩机循环使用。
产品则在稳定塔中分出硫化氢、氨、水以及在反应过程中少量分解而产生的气态氢。
柴油加氢精制工艺流程示意图四、石油炼制过程-石油产品精制-溶剂精制 用萃取的方法除去原料(或半成品)中所含杂质和非理想组分的工艺过程。
在石油炼制过程中它是石油产品精制常用的方法之一。
早期,用于除去煤油中的芳烃,以改善煤油的燃烧性能;20世纪30年代以后,大规模用于润滑油馏分的精制,以除去其中的杂质和非理想组分。
在中国,1955年糠醛精制装置投产,目前绝大多数的润滑油都是通过溶剂精制生产的。
过程原理 各种来源的润滑油馏分,通常含有多环短侧链烃类,硫、氮、氧化合物以及胶质、沥青质等杂质和非理想组分。
这些物质的存在会影响润滑油的粘温性、抗氧化安定性和颜色的稳定性等(见润滑油)。
在润滑油溶剂精制过程中,所选用的溶剂对润滑油中的杂质和非理想组分的溶解度很大,而对油中的理想组分的溶解度则很小。
通过液相萃取将非理想组分除去。
当所用润滑油馏分中蜡质含量较高(如石蜡基或中间基原油得到的润滑油料)时,除了进行溶剂精制外,尚需经溶剂脱蜡与加氢精制(或白土精制);对胶质、沥青质含量较大的润滑油原料(如减压渣油),需先经溶剂脱沥青再进行溶剂精制、溶剂脱蜡与加氢精制(或白土精制)。
润滑油精制常用的溶剂有糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮等。
工艺流程 一般包括萃取和溶剂回收两部分。
以糠醛精制为例(见图糠醛精制工艺流程),原料与糠醛在萃取塔(以往用填充塔,近期采用转盘塔)内逆向接触,在一定的温度(一般为60~130℃)与溶剂比(一般为1~4:1)条件下,分成两相。
非理想组分存在于下部的萃取液中,为了既保证萃余油质量,又不降低产率,萃取塔应保持较高的塔顶温度和较低的塔底温度(一般温差为20~50℃)。
原料进萃取塔前需脱除空气,以免糠醛氧化。
糠醛进萃取塔前需经干燥,以免降低其溶解能力。
萃余液中含糠醛较少,采用一次蒸发及汽提回收糠醛;萃取液中含糠醛较多,采用多效蒸发及汽提回收糠醛以降低能耗。
糠醛的热稳定性较差,因而溶剂回收的加热温度不应超过230℃。
含水糠醛的回收流程,是根据下述特点制定的,即糠醛和水的共沸物蒸气冷凝并冷却至一定温度后,能分成含少量糠醛的水溶液相与含少量水的糠醛溶液相。
发展趋势 为提高溶剂精制的技术水平,降低其能耗,各国正在进一步寻找选择性更好的溶剂,发展高效的萃取设备,改进溶剂回收的流程和操作条件等。
此外,对性质很差的润滑油原料,采取加氢精制,代替溶剂精制。
五、石油炼制过程-石油产品精制-溶剂脱蜡 石油产品精制的一种重要方法,将润滑油原料通过溶剂稀释和冷冻,使其中的蜡结晶析出,从而降低润滑油凝固点的过程。
工业上将含蜡原油通过原油蒸馏所得到的润滑油馏分,经过溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制(或白土精制),可制成润滑油(基础油)和石蜡;若以原油蒸馏的减压渣油为原料通过溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制(或白土精制)过程,可以制成润滑油(基础油)和地蜡(见石油蜡)。
过程原理 由石蜡基和中间基原油(见原油评价)蒸馏得到的润滑油原料中都含有蜡。
这些蜡的存在会影响润滑油的低温流动性能。
由于蜡的沸点与润滑油馏分相近,不能用蒸馏的方法进行分离,但蜡的凝固点较高,逐渐降低温度,蜡就从润滑油中结晶析出,从而可通过过滤或离心分离的方法将蜡与油分离。
在低温条件下,润滑油的粘度很大,所生成的蜡结晶细小,使过滤或离心分离很困难。
因此,需加入一些在低温时对油的溶解度很大而对蜡的溶解度很小的溶剂进行稀释。
苯类溶剂能很好地溶解润滑油,但它对蜡的溶解度也较大。
酮类溶剂对蜡的溶解度则很小。
因此,常在苯类溶剂中加入一些丙酮或甲基乙基酮以降低苯类溶剂对蜡的溶解度。
工艺流程 第一套丙酮-苯脱蜡装置建于1927年,以后,采用的溶剂还有甲基乙基酮-甲苯、丙烷、甲基正丙基酮和烃类的氯化物等溶剂脱蜡过程的工艺流程大体相同,以酮苯脱蜡为例,包括结晶、过滤、溶剂回收、冷冻等部分。
原料与溶剂在带刮刀的套管结晶器内先与滤液换冷,并加入部分溶剂,再经氨冷和溶剂稀释后进行过滤。
过滤后的滤液和蜡液分别进行蒸发和汽提以回收溶剂。
所加混合溶剂的组成与溶剂比因原料性质(沸程、含蜡量和粘度等) 及脱蜡深度的不同而异,一般甲基乙基酮-甲苯溶剂中含甲基乙基酮40%~60%,溶剂比为 1~4:1。
稀释溶剂分几次加入, 有利于形成良好的蜡结晶,减少脱蜡温差(即脱蜡油凝固点与脱蜡温度的差值)及提高脱蜡油产率。
原料在套管结晶器中的冷却速度不宜过快,以免生成过多的细小蜡结晶,不利于过滤。
过滤是在转鼓式真空过滤机内进行的,按照原料含蜡量的多少,分别采用一段或两段过滤,从滤液和蜡液中回收溶剂,均采用多效蒸发及汽提,以降低能耗。
此外,为减少溶剂损失和防爆,还设有惰性气体防护系统。
发展趋势 润滑油溶剂脱蜡是一种昂贵的石油炼制过程,投资和操作费用都很高。
因此,各国致力于寻找合适的溶剂,发展新的结晶设备,改进过滤设备,改进溶剂回收流程和操作条件,以提高溶剂脱蜡的技术水平。
此外,正在进行加氢脱蜡的研究。
高一化学必修一第三单元 原子结构模型的演变 总结
一、氯、溴、碘的提取 (一)氯碱工业——电解食盐水生产氯气和烧碱的化学工业 我国主要以海盐为原料。
海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质,要净化后制成饱和食盐水再电解。
2NaCl 2H2O == 2NaOH H2↑ +Cl2↑ 氯碱工业面临问题:①产品对设备腐蚀严重、环境污染显著。
②电能消耗量大。
(二)从海水中提取溴的常见工艺 ①浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr Cl2=Br2 2NaCl ②向含溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2 SO2 2H2O==2HBr H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收) ③向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr Cl2==2HCl Br2 ④用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
(三)从海洋植物中提取碘的主要工艺 ①用水浸泡海带或海藻灼烧后的灰烬 ②向水中通入适量的氯气,使碘离子转化为碘单质:2NaI Cl2 == I2 2NaCl ③过滤,用有机溶剂萃取碘单质。
二、氯、溴、碘的性质和用途 (一)氯气(chlorine gas)的性质和用途 氯气1774年被舍勒发现,。
实验室制备:①原理:MnO2+4HCl(浓) △ MnCl2+Cl2↑+2H2O ②装置:固液加热型 ③收集:向上排空气法 ④验满:湿润的淀粉碘化钾试纸等 ⑤尾气吸收:NaOH溶液。
1、物理性质:通常是黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味气体。
能溶于水,有毒。
2、化学性质:氯原子易得电子,氯是活泼的非金属元素。
氯气与金属、非金属等发生氧化还原反应,一般作氧化剂。
与水、碱溶液则发生自身氧化还原反应,既作氧化剂又做还原剂 3、氯气的用途:重要的化工原料,能杀菌消毒、制盐酸、漂白粉及制氯仿等有机溶剂和农药。
拓展1:氯水(chlorine water) 氯水为黄绿色,所含Cl2有少量与水反应(Cl2 H2O HCl HClO),大部分仍以分子形式存在,氯水的主要溶质是Cl2。
新制氯水含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-等微粒。
拓展2:次氯酸(hypochlorous acid) 次氯酸(HClO)是比H2CO3还弱的酸,溶液中主要以HClO分子形式存在。
性质:①易分解(2HClO==2HCl O2↑),光照时会加速。
②是强氧化剂:能杀菌 ;能使某些有机色素褪色。
拓展3:漂白粉 次氯酸盐比次氯酸稳定,容易保存,工业上以Cl2和石灰乳为原料制成漂白粉;漂白粉的有效成分【Ca(ClO) 2】,须和酸(或空气中CO2)作用产生次氯酸,才能发挥漂白作用。
(二)溴、碘的性质和用途 溴 碘 物理性质 深红棕色,密度比水大的液体,强烈刺激性气味,易挥发,强腐蚀性。
紫黑色固体,易升华。
气态碘在空气中显深紫红色,有刺激气味。
在水中溶解度很小,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂 化学性质 能与氯气反应的金属、 非金属一般也能与溴、碘反应,只是反应活性不如氯气。
氯、溴、碘单质间能够发生置换反应:氯能把溴和碘从它们的卤化物中置换出来,溴能把碘从它的卤化物中置换出来,即氯、溴、碘的氧化性强弱为:Cl2 一、物质的分类 纯净物 物质 混合物 二、单质、氧化物酸、碱、盐等物质之间的相互转化关系注意:复分解反应的条件:有沉淀、气体、水生成。
金属与盐溶液的置换条件:活泼性强的金属置换活泼性弱的金属。
(注意K Ca Na) 三、有关物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积等概念 1.物质的量:物质的量是七个基本物理量之一,其单位是摩尔(mol),符号为n,注意:(1)物质的量度量的对象是微粒集体,微粒可以是分子、原子、离子、电子、中子、质子等。
(2)使用物质的量一般用符号标明微粒,如1mol H2O,5mol H 等。
摩尔作为物质的量的单位,不能用来表示宏观物体的多少,使用摩尔时必须指明微粒的种类。
2.阿伏加德罗常数:1mol任何微粒集体中所含有的微粒数叫做阿伏加德罗常数。
用符号NA表示,通常使用近似值6.02×1023mol-1。
3.摩尔质量:1mol任何物质的质量,称为该物质的摩尔质量。
用符号M表示,单位为g\\\/mol。
1mol物质的质量以克为单位,在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
物质的量与质量、摩尔质量的关系为:n=m\\\/M 4.气体摩尔体积:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
用符号Vm表示,常用的单位为L\\\/mol。
标准状况下(0℃、101Kpa),1mol任何气体所占的体积都约为22.4L,即标况下的气体摩尔体积约为22.4L\\\/mol 四、物质的聚集状态及分散系 1.物质的聚集状态:主要有气态、液态和固态三种。
同一物质在不同温度和压力下物质的聚集状态不同。
物质的体积由三个因素决定:微粒数目、微粒间距、微粒大小。
固体、液体的体积主要决定于微粒数目和微粒大小;而气体的体积主要决定于微粒数目、微粒间距。
2.分散系:一种或几种物分散到另一种物质中形成的混合物叫分散系。
被分散的物质叫分散质,分散其他物质的物质叫分散剂。
可分为:溶液(粒子直径小于10-9m)、浊液(粒子直径大于10-7m)、胶体(粒子直径在10-9 ~ 10-7m) 3.胶体:胶体与溶液外观上没有区别,都是均一、稳定、透明的分散系。
其特性:具有丁达尔效应,利用此特性可鉴别溶液和胶体。
有些胶体具有吸附性,可作净水剂,除去水中不溶性杂质,使水澄清。
比如氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体等。
第二单元 研究物质的实验方法 一、 物质的分离和提纯 根据混合物中各物质溶解性、沸点、被吸附性能及在不同溶剂中溶解性的不同,可以选用过滤和结晶、蒸馏(或分馏)、纸上层析、萃取和分液等方法进行分离和提纯。
分离提纯方法 适用范围 实例 过滤 固体与液体不互溶的混合物 粗盐的提纯 结晶与重结晶 混合物中各成分在溶剂中溶解度不同,包括蒸发溶剂结晶和降温结晶 分离NaCl和KNO3的混合物 蒸馏(分馏) ①难挥发的固体杂质在液体中形成的混合物 ②互溶液体沸点有明显差异 蒸馏水、无水乙醇的制备、石油的分馏 CCl4(沸点76.75℃)和甲苯(沸点110.6℃)混合物的分离 层析 被吸附能力不同的物质的分离 红、蓝墨水混合物中的不同色的分离 分液 两种互不混溶的液体混合物 CCl4和水的分离 萃取 溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同 利用CCl4从溴水中萃取溴 注意:不同的分离方法都有一定的适用范围,要根据不同混合物的性质选择合适的方法进行分离,且有时需要多种方法配合使用。
二、 常见物质(离子)的检验 物质(离子) 方法及现象 CO32- 与含Ba2 的溶液反应,生成白色沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无气味、能使澄清石灰水变浑浊的气体(CO2)。
SO42- 与含Ba2 的溶液反应,生成白色沉淀,不溶于稀盐酸。
Cl- 与硝酸银溶液反应,生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。
NH4 与NaOH浓溶液反应,微热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体(NH3)。
Na 焰色反应呈黄色 K 焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃) I2 遇淀粉显蓝色 蛋白质 灼烧 有烧焦羽毛气味 三、 溶液的配制及分析 1. 物质的量浓度(mol\\\/L)、溶液体积(L)、溶质的物质的量(mol)相互关系 , , 2.配制一定物质的量浓度的溶液 主要仪器:容量瓶、烧杯、玻棒、胶头滴管、量筒、托盘天平及砝码、药匙 操作步骤:计算—称量—溶解—移液—定容 注意事项: ①容量瓶不能配制任意体积的溶液;不能用作反应容器;不能直接在其中进行溶解和稀释;不可作为贮存溶液的试剂瓶。
②容量瓶在使用前需检查是否漏水。
③称量NaOH等易潮解或有腐蚀性的固体必须在干燥洁净的小烧杯中进行且要快速称量。
④溶解或稀释过程有明显温度变化的,需等溶液温度恢复至室温才能转移到容量瓶中。
⑤往容量瓶中转移溶液时,需要用玻璃棒引流;烧杯及玻璃棒应用蒸馏水洗涤2~3次,洗涤液也要注入容量瓶中。
⑥定容时,当液面接近瓶颈刻度线1~2cm处,应改用胶头滴管滴加 第三单元 人类对原子结构的认识 一、原子结构模型的演变 对于多电子原子,可以近似认为原子核外电子是分层排布的;在化学反应中,原子核不发生变化,但原子的最外层电子会发生变化。
二、原子的构成 1.原子的构成 电量 相对质量 实际体积 占据体积 原子 原子核 质子Z 1 1 小 小 中子N ―― 1 小 小 核外电子e- -1 1\\\/1836 小 相对很大 2.几个概念: 原子质量:即原子的真实质量也称原子的绝对质量。
单位 kg 粒子相对质量: 注:①单位 1(一般不写出)②粒子:可以原子、质子、中子、电子、微观粒子 ③质子、中子的相对质量约为1 质量数:原子中质量数与质子数得和 3. 有关原子结构常用规律总结 ⑴ 质量关系:质量数(A)=质子数(Z) 中子数(N) ⑵ 电性关系:原子:核电荷数=质子数=核外电子数 阴离子:质子数=核外电子数-电荷数 阳离子:质子数=核外电子数 电荷数 4. 核素、同位素 核素:具有一定质子数和一定中子数的某种原子 同位素:质子数相同而质量数(或中子数)不同原子的互称 H: H H(D) H(T) 氢元素有三种核素,三种核素间互称同位素。
元素的相对原子质量: =A1×a1% A2×a2% …… A1、A2……为核素的相对原子质量 a1%、a2%……为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数 专题2 第一单元 氯、溴、碘及其化合物文秘杂烩网
跪求 化工原理课程设计: 分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔 的 设计书的 绪论 和总结
绪论:精馏是一种利用回流是液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离单元操作,广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等领域。
典型的精馏设备是连续精馏装置,包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶全凝器\\\/冷凝器。
本设计采用筛板板式精馏塔完成指定分离任务,设计书中包括物料衡算和能量横算;以及塔板数的确定,塔板工艺尺寸的确定,再沸器、全凝器的选型等内容。
限于设计者自身的知识水平,设计中不甚明了甚至出现错误的地方,还望指导老师予以指正。
结语:通过为期两周的课程设计实践学习环节,我对于精馏单元操作的认识得到了进一步的升华。
它给了我一个非常好的锻炼如何将理论与实际相结合的机会,教会了我如何通过文献查找自己所需数据的能力。
在课程设计中,我使用到了大量以前没有细化的知识,比如塔板工艺尺寸中,溢流堰高的计算、塔板间距的确定、塔体钢板的壁厚、封头的选型与补强等等。
它让我意识到了各门各科之间内在错综复杂的联系,提升了我将知识统合为一的能力。
而在实际工作中,这种需要面对自己不熟悉甚至是不了解领域内的知识的场合时司空见惯的,所以课程设计对于我文献检索能力的培养令我受益匪浅,为以后的工作积累了经验,增强了信心。
蒸馏装置应该按什么顺序连接
发酵工程的特点是:采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的药品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程制药的工艺过程包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、种子罐(空灭--配制培养基--实灭--无菌接种)扩大培养、发酵(空灭--配制培养基--实灭--无菌接种,通往无菌空气进行有氧发酵)生产和药品的分离(等电点法、离子交换法、溶媒萃取法等)、提纯(重结晶法)、干燥(喷塔、气流、烘干等)。
包装(纸筒、铝筒、袋装等)等方面。



