高中重要的化工生产反应
按反应物与生成物的类型分四类:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应
按电子得失可分为:氧化还原反应、非氧化还原反应;氧化还原反应包括:自身氧化还原,还原剂与氧化剂反应
异构化:(A →B) :化合物是形成结构重组而不改变化学组成物。
每个化学反应理论上均是可逆反应。正反应中定义物质从反应物转换成产物。逆反应则相反,产物转换成反应物。
化学平衡指正反应速率和逆反应速率达到相等的状态,因此反应物和产物均会存在。然而,平衡态的反应方向可透过改变反应状态改变,譬如温度或压力。勒夏特列原理在此用来预测是产物或反应物形成。
虽然所有的反应在一些范围内均是可逆的,部份反应仍可归类为不可逆反应。“不可逆反应”指得是“完全反应”。意思是几乎所有的反应物均形成产物,甚至在极端状况下均难以逆转反应。
另一种反应机制称为自发反应,是一种热力学倾向,表示此反应引起总体熵的净增加。自发反应(相对于非自发反应)不须外在协助(如能量供给)就会产生。在化学平衡的系统中,反应过程中自发反应的方向可预期形成较多的物质。
有机化学中类别较多,有自由基反应,离子型反应;亲电反应,亲核反应;硝化反应,卤化反应,磺化反应,氨化反应,酰化反应,氰化反应,加成反应,消去反应,取代反应,加聚反应,缩聚反应等。酸、碱
1、工业制硫酸
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(反应条件:高温)
2SO2+O2=2SO3(反应条件:加热,催化剂作用下)
SO3+H20=H2SO4(反应条件:常温)
在沸腾炉,接触室,吸收塔内完成
2、工业制硝酸
4NH3+5O2=4NO+6H2O(反应条件:800度高温,催化剂铂铑合金作用下)
2NO+O2=2NO2
3NO2+O2=2HNO3+NO
3、工业制盐酸
H2+Cl2=2HCl(反应条件:点燃)
然后用水吸收
在合成塔内完成
4、工业制烧碱
2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(电解饱和食盐水)
5、工业制纯碱(侯氏)
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl(NH4HCO3结晶析出)
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2(反应条件:加热)
6、工业制氨气
3H2+N2=2NH3 (反应条件:高温高压催化剂作用下)
注:催化剂为铁触媒
7、工业制金属铝
2Al2O3=4Al+3O2 (反应条件:电解,催化剂为熔融的冰晶石)
注:冰晶石化学式为NaAlF6
8、工业制玻璃
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2
Na2CO3=SiO2=Na2SiO2+CO2(条件都为高温)
望采纳,谢谢
实验室制取纯碱:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
工业上(侯氏制碱法)(1)NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3
(2) NH4HCO3 + NaCl(饱和) ==== NH4Cl+ NaHCO3↓
(3)2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O+ CO2↑
即:①NaCl(饱和) + NH3+ H2O + CO2==== NH4Cl + NaHCO3
②2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O + CO2↑
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据 NH4Cl 溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2,革除了 CaCO3制 CO2这一工序。
2.水煤气---煤与水蒸气反应生成的煤气,是通过炽热的焦炭而生成的气体,主要成份是一氧化碳 ,氢气 ,燃烧后排放水和二氧化碳,有微量CO、HC和NOX。
制作: 将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2),现象为火焰腾起更高,而且变为淡蓝色(氢气和CO燃烧的颜色)。化学方程式为C+H2O===(△)CO+H2。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
工业上,水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉的型式。在气化炉中,碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应:
C+H2O===(高温)CO+H2
C+2H2O===(高温)CO2+2H2
以上反应均为吸热反应,因此必须向气化炉内供热。通常,先送空气入炉,烧掉部分燃料,将热量蓄存在燃料层和蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环。当目的是生产燃料气时,为了提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气中喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气。
3.盐酸,学名氢氯酸,是氯化氢(化学式:HCl)的水溶液,是一元酸。
工业制法(主要采用电解法)
即将饱和食盐水(或熔融NaCI)进行电解,除得氢氧化钠外,在阴极有氢气产生,阳极有氯气产生:2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑
在反应器中将氢气和氯气通至石英制的烧嘴点火燃烧,生成氯化氢气体,并发出大量热:
H2+Cl2= (点燃)2HCl
氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。
实验室制法实验室制法
NaCl(固体)+H2SO4(浓) =NaHSO4+HCI 条件:微热
NaHSO4+NaCI(固体) =Na2SO4+HCI 条件:500℃-600℃
总式 2NaCI(固体)+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCI 条件:加热
4.漂白粉是氢氧化钙、氯化钙和次氯酸钙的混合物,其主要成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2 ],有效氯含量为30%-38%。漂白粉为白色或灰白色粉末或颗粒,有显著的氯臭味,很不稳定,吸湿性强,易受光、热、水和乙醇等作用而分解。漂白粉溶解于水,其水溶液可以使石蕊试纸变蓝,随后逐渐褪色而变白。遇空气中的二氧化碳可游离出次氯酸,遇稀盐酸则产生大量的氧气。
制取:氯气通入石灰乳
2 Cl2 + 2 Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2 H2O
漂白粉是由氯气与氢氧化钙(消石灰)反应而制得。因为绝对干燥的氢氧化钙与氯气并不发生反应,氯只能被氢氧化钙所吸附。为此,在工业上系采用含有1%以下游离水分的消石灰来进行氯化,所用的氯气也含有0.06%以下水分。利用这些原料中的游离水分,使氯气水解生成酸(HClO、HCl),生成的酸为消石灰所中和。随后,依靠氯化反应时由氢氧化钙析出的水分,使氯继续进行水解,使更多的氢氧化钙参与反应过程,生成一系列化合物。漂白粉就是这些化合物所组成的复合体。
漂白粉容易露置空气中失效: Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
5.硫酸,分子式为H2SO4。是一种无色无味油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。
(1)实验室硫酸制法
可以用FeSO4.7H2O加强热,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4
其他硫酸制备工艺
1、氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法
2、采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺
3、草酸生产中含硫酸废液的回收利用
4、从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺
等…………
工业制法
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
1.制取二氧化硫(沸腾炉)
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫
S+O2═点燃═SO2
4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3
H2SO4工业制作装置
2.接触氧化为三氧化硫(接触室)
2SO2+O2═2SO3(用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应)
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4═H2S2O7(焦硫酸)
4.加水(吸收它)
H2S2O7+H2O═2H2SO4
提纯工艺
可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸
其他方法:
磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。
6.合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名氨气,分子式为NH3。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外,绝大部分是合成的氨。
生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。
①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化
合成氨
碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为:
xFe+N2→FexN
FexN+〔H〕吸→FexNH
FexNH+〔H〕吸→FexNH2
FexNH2+〔H〕吸FexNH3xFe+NH3
在无催化剂时,氨的合成反应的活化能很高,大约335kJ/mol。加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126kJ/mol~167kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13kJ/mol。由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的活化能,因而反应速率加快了。
7.硝酸(nitric acid)分子式HNO?,是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸,酸酐为五氧化二氮。硝酸的酸性较硫酸和盐酸小(PKa=-1.3),易溶于水,在水中完全电离,常温下其稀溶液无色透明,浓溶液显棕色。
(1)实验室制硝酸
原料:浓硫酸,硝酸钠设备:烧瓶,玻璃管,烧杯,橡皮塞,加热设备(酒精灯,煤气灯等)原理:不挥发酸制备挥发性酸:H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) 步骤:烧瓶中加入沸石,浓硫酸,硝酸钠。置于铁架台上的铁圈上,铁圈下隔 石棉网放置加热设备,烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住,玻璃管用橡皮管相连,另一头置于有水的烧杯中。注意事项:加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸,玻璃管连接处要尽量挨在一起,防止反应生成的NO2泄露,制备完成后要用碱中和瓶中物质,以免污染环境。
(2) 工业合成
氨氧化法
硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气(氧:氮≈2:1)通入灼热(760~840℃)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。[1] 4NH3+ 5O2=Pt-Rh= 4NO+ 6H2O
2NO+ O2==2NO2
3NO2+ H2O==2HNO3+ NO
其它
工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸,但该法耗酸量大,设备腐蚀严重,现基本停止使用
NaNO3+ H2SO4==NaHSO4+ HNO3
8.工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
电解饱和食盐水反应原理
阳极反应:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)
H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应:2H++2e=H2↑(还原反应)
在上述反应中,H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离出H+和OH-,
H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红。因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为:
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。
以氯碱工业为基础的化工生产
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料,可以进一步加工成多种化工产品,广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。
由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH,称为液碱,液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。
2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O
H2O+Cl2=HCl+HClO
H2+Cl2=2HCl
2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)
9.硅酸盐工业是无机化学工业的一个重要部门。是制造以硅酸盐为主体的陶瓷、玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、砖瓦等各种制品和材料,系无机非金属材料工业。由于工艺过程中的烧成或溶制工序都用窑炉作主要设备,所以又称窑业。
目前除用二氧化硅和金属氧化物形成的硅酸盐外,凡以难溶的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等为原料,按与硅酸盐工业的类似工艺制造的精细陶瓷、高温材料、磨料等产品,也属于硅酸盐工业的范畴。
硅酸盐材料为主的无机非金属材料,往往与金属材料、高分子材料并列为现代三大重要材料。
普通硅酸盐玻璃制备
SiO2+Na2CO3==高温==Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3==高温==CaSiO3+CO2↑
水煤气:C+H2O=CO+H2要加热,氯碱工业电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2,合成氨高温高压催化剂:N2+3H2=2NH3,硫算是用黄铁矿FeS2点然生成so2再用氧化得so3最后用98.3的浓硫酸吸收,漂白粉2HCLO+CA(OH)2=CA(CLO)2+2H2O. 硅酸盐:2NAOH+SiO2=NA2Sio3+H2O.
化工生产中的重要反应有哪些
1.工业制硫酸 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(反应条件:高温)2SO2+O2=2SO3(反应条件:加热,催化剂作用下)SO3+H20=H2SO4(反应条件:常温)在沸腾炉,接触室,吸收塔内完成 2、工业制硝酸 4NH3+5O2=4NO+6H2O(反应条件:800度高温,催化剂铂铑合金作用下)2NO+O2=2NO2 3NO2+O2=2HNO3...
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宗政泊瑞日:[答案]1、工业制硫酸 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(反应条件:高温) 2SO2+O2=2SO3(反应条件:加热,催化剂作用下) SO3+H20=H2SO4(反应条件:常温) 在沸腾炉,接触室,吸收塔内完成 2、工业制硝酸 ...
扬州市13213197479: 高中重要的化工生产反应 - ?
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扬州市13213197479: 高中化学中涉及的工业生产的重要反应有哪些 请把方程式列出来 并标明反应条件 非常感谢 - ?
宗政泊瑞日: 多着呢 合成氨:N2+3H2=高温高压催化剂=2NH3 合成三氧化硫:2SO2+O2=加热、五氧化二钒催化=2SO3 就这两个常考
扬州市13213197479: 高中化学重要的工业生产反应有哪些 - ?
宗政泊瑞日: (1) 炼铁炼钢(2)合成氨(3)工业制硫酸(4)氯碱(5)工业制硝酸(6)玻璃(7)电解铝 电解铜
扬州市13213197479: 高中化学涉及的重要工业反应有哪些 - ?
宗政泊瑞日: 玻璃制造 Cl碱工业 工业炼镁 工业制H2SO4
扬州市13213197479: 高中化学中涉及到的化工生产反应有哪些?
宗政泊瑞日: 氯碱工业,制硫酸,合成氨,石灰石
扬州市13213197479: 高中阶段有哪些常见或重要的工业反应, - ?
宗政泊瑞日: 除了上面的 还有制硝酸的.氨的催化氧化.电解食盐制氯气氢气氢氧化钠 电解炼金属.还有炼铁的.铝热反映
扬州市13213197479: 求高中化学化工生产的全部反应式 - ?
宗政泊瑞日: 1.制漂白粉 先制氯气(电解饱和食盐水)2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH 将氯气通入石灰浆中 2Ca(OH)2+2Cl=CaCl2+Ca(ClO)2+H2O2.制生石灰碳酸钙分解 CaCO3=CaO+CO23.工业合成氨 氮气和氢气在高温高压催化剂条件下 N2+3H2=2NH34...
扬州市13213197479: 高中化学工业反应更具体些 - ?
宗政泊瑞日: 展开全部1.工业制取硫酸4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO42.工业制取硝酸?4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO3.工业合成氨?N2+3H2=2NH34.氯碱工业?2NaCl+2H2O=2NaOH+H...
扬州市13213197479: 高中化学方程式?
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