高二化學(xué)會(huì)考資料
高二化學(xué)會(huì)考資料
化學(xué)是一門歷史悠久而又富有活力的學(xué)科,考試內(nèi)容通常都是具有實(shí)用性的題目。下面是學(xué)習(xí)啦小編為您帶來(lái)的高二化學(xué)會(huì)考資料,希望對(duì)大家有所幫助。
高二化學(xué)會(huì)考資料:難溶電解質(zhì)的溶解平衡
(一)沉淀溶解平衡
1、沉淀溶解平衡和溶度積定義:
在一定溫度下,當(dāng)把PbI2固體放入水中時(shí),PbI2在水中的溶解度很小,PbI2表面上的Pb2+離子和I-離子,在H2O分子作用下,會(huì)脫離晶體表面進(jìn)入水中。反過(guò)來(lái)在水中的水合Pb2+離子與水合I-離子不斷地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),其中一些Pb2+(aq)和I-(aq)在運(yùn)動(dòng)中相互碰撞,又可能沉積在固體表面。當(dāng)溶解速率與沉淀速率相等時(shí),在體系中便存在固體與溶液中離子之間的動(dòng)態(tài)平衡。這種平衡關(guān)系稱為沉淀溶解平衡,其平衡常數(shù)叫溶度積常數(shù)或溶度積。沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣,一種動(dòng)態(tài)平衡,其基本特征為:(1)可逆過(guò)程;(2)沉積和溶解速率相等;(3)各離子濃度不變;(4)改變溫度、濃度等條件平衡移動(dòng)。
2、溶度積的一般表達(dá)式:
AmBn(s)
mAn++nBm-
Ksp=[An+]m·[Bm-]n
在一定溫度下,難溶電解質(zhì)在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)稱為該難溶電解質(zhì)的溶度積。用符號(hào)Ksp表示。
3、溶度積的影響因素:
溶度積Ksp的大小和溶質(zhì)的溶解度不同,它只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),與濃度無(wú)關(guān)。但是,當(dāng)溫度變化不大時(shí),Ksp數(shù)值的改變不大,因此,在實(shí)際工作中,常用室溫18~25℃的常數(shù)。
4、溶度積的應(yīng)用:
(1)溶度積Ksp可以用來(lái)判斷難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力,當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí),Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)。
(2)溶度積Ksp可以判斷沉淀的生成、溶解情況以及沉淀溶解平衡移動(dòng)方向。
5、溶度積(Ksp)的影響因素和性質(zhì):
溶度積(Ksp)的大小只與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān),與沉淀的量無(wú)關(guān),離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動(dòng),但不能改變?nèi)芏确e,不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下Ksp不同。
相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小,溶解度越小,越難溶。例如:
Ksp(AgCl) >Ksp(AgBr) > Ksp(AgI),溶解度:AgCl) > Ksp(AgBr) > Ksp(AgI)。
6、溶度積規(guī)則:
在一給定的難溶電解質(zhì)溶液中,濃度商(Qc)和溶度積(Ksp)之間存在三種可能情況。
(1)Qc=Ksp此時(shí)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài),溶液是飽和溶液。
(2)Qc>Ksp溶液中將析出沉淀,直到溶液中的Qc=Ksp為止。
(3)Qc
說(shuō)明: 濃度商(Qc)是非平衡狀態(tài)下各離子濃度冪的乘積,所以Qc值不固定。
(二)沉淀溶解平衡的應(yīng)用
沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律,可以運(yùn)用平衡移動(dòng)原理來(lái)進(jìn)行解釋。根據(jù)平衡移動(dòng)原理和溶度積規(guī)則可知,改變?nèi)芤褐须x子濃度,可以使沉淀溶解平衡發(fā)生移動(dòng),實(shí)現(xiàn)沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。
1、沉淀的溶解與生成:
沉淀的溶解與生成這兩個(gè)相反的過(guò)程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小,控制離子濃度的大小,可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化。
(1)在難溶電解質(zhì)溶液中,沉淀溶解的唯一條件是:Qc
(2)在難溶電解質(zhì)溶液中,產(chǎn)生沉淀的唯一條件是:Qc>Ksp。常用的方法:在難溶電解質(zhì)的溶液中加入適當(dāng)沉淀劑,設(shè)法使構(gòu)晶離子的濃度增大,使之滿足Qc>Ksp,促進(jìn)平衡向生成沉淀的方向移動(dòng),就會(huì)生成沉淀。
2、沉淀的轉(zhuǎn)化:
(1)定義:使一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì),即把一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過(guò)程稱為沉淀的轉(zhuǎn)化。
(2)實(shí)質(zhì):
沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般來(lái)說(shuō),對(duì)相同類型的難溶電解質(zhì),溶度積大的難溶電解質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為溶度積較小的難溶電解質(zhì)。一種沉淀可轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀,難溶物的溶解度相差越大,這種轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)越大。
(3)方法:
沉淀的轉(zhuǎn)化常用的方法:在含有沉淀的溶液中,加入適當(dāng)?shù)某恋韯蛊渑c溶液中某一離子結(jié)合成為另一種難溶電解質(zhì)的過(guò)程。例如:
在ZnS(s)中加入CuSO4溶液可轉(zhuǎn)化為CuS (s)沉淀。
在FeS(s)中加入到Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬的溶液可轉(zhuǎn)化為CuS (s)、HgS (s)、PbS (s)等沉淀。
高二化學(xué)會(huì)考資料:分子的性質(zhì)
一.共價(jià)鍵
1.共價(jià)鍵的本質(zhì)及特征
共價(jià)鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(duì),其特征是具有飽和性和方向性。
2.共價(jià)鍵的類型
?、侔闯涉I原子間共用電子對(duì)的數(shù)目 分為單鍵、雙鍵、三鍵。
②按共用電子對(duì)是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。
?、郯丛榆壍赖?重疊方式分為σ鍵和π鍵,前者的電子云具有軸對(duì)稱性,后者電子云具有鏡像對(duì)稱性。
3.鍵 參數(shù)
①鍵能:氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量,鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。
?、?鍵長(zhǎng):形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距,鍵長(zhǎng)越短,共價(jià)鍵越穩(wěn)定。
?、坻I角:在原子數(shù)超過(guò)2的分子中,兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。
④鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響
鍵長(zhǎng) 越短,鍵能越大,分子越穩(wěn)定.
高二化學(xué)會(huì)考資料:功能高分子材料
功能高分子材料 -主要材料 離子交換樹脂
它是最早工業(yè)化的功能高分子材料。經(jīng)過(guò)各種官能化的聚苯乙烯樹脂,含有H 離子結(jié)構(gòu),能交換各種陽(yáng)離子的稱為陽(yáng)離子交換樹脂,含有OH一離子結(jié)構(gòu)能交換各種陰離子的稱為陰離子交換樹脂。它們主要用于水的處理。離子交換膜還可以用于飲用水處理、海水淡化、廢水處理、甘露醇、檸檬酸糖液的鈍化、牛奶和醬油的脫鹽、酸的回收以及作為電解隔膜和電池隔膜。
高分子催化劑
催化生物體內(nèi)多種化學(xué)反應(yīng)的生物酶屬于高分子催化劑。它具有魔法般的催化性能,反應(yīng)在常溫、常壓下進(jìn)行,催化活性極高,幾乎不產(chǎn)生副產(chǎn)物。近十年來(lái),國(guó)內(nèi)外多有研究用人工合成的方法模擬酶,將金屬化合物結(jié)合在高分子配體上,開發(fā)高活性、高選擇性的高效催化劑,這種高分子催化劑稱為高分子金屬催化劑。已有的研究工作表明,高分子金屬催化劑對(duì)加氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、硅氫加成反應(yīng)、羰基化反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)、聚合反應(yīng)等具有很高的催化活性和選擇性,而且易與反應(yīng)物分離,可回收重復(fù)使用。
導(dǎo)電高分子材料
復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是以有機(jī)高分子材料為基體,加入一定數(shù)量的導(dǎo)電物質(zhì)(如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬氧化物等)組合而成。該類材料兼有高分子材料的易加工特性和金屬的導(dǎo)電性。與金屬相比較,導(dǎo)電性復(fù)合材料具有加工性好、工藝簡(jiǎn)單、耐腐蝕、電阻率可調(diào)范圍大、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
與金屬和半導(dǎo)體相比較,導(dǎo)電高分子的電學(xué)性能具有如下特點(diǎn):
通過(guò)控制摻雜度,導(dǎo)電高分子的室溫電導(dǎo)率可在絕緣體-半導(dǎo)體-金屬態(tài)范圍內(nèi)變化。目前最高的室溫電導(dǎo)率可達(dá)105S/cm,它可與銅的電導(dǎo)率相比,而重量?jī)H為銅的1/12;
導(dǎo)電高分子可拉伸取向。沿拉伸方向電導(dǎo)率隨拉伸度而增加,而垂直拉伸方向的電導(dǎo)率基本不變,呈現(xiàn)強(qiáng)的電導(dǎo)各向異性;
盡管導(dǎo)電高分子的室溫電導(dǎo)率可達(dá)金屬態(tài),但它的電導(dǎo)率-溫度依賴性不呈現(xiàn)金屬特性,而服從半導(dǎo)體特性;
導(dǎo)電高分子的載流子既不同于金屬的自由電子,也不同于半導(dǎo)體的電子或空穴,而是用孤子、極化子和雙極化子概念描述。
應(yīng)用主要有電磁波屏蔽、電子元件(二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等)、微波吸收材料、隱身材料等。
高分子功能膜的分類
(1)反滲透膜
反滲透膜主要是不對(duì)稱膜、復(fù)合膜和中空纖維膜。不對(duì)稱膜的表面活性層上的微孔很小(約2nm),大孔支撐層為海綿狀結(jié)構(gòu);復(fù)合膜由超薄膜和多孔支撐層等組成。超薄膜很薄,只有0.4mm,有利于降低流動(dòng)阻力,提高透水速率;中空纖維反滲透膜的直徑極小,壁厚與直徑之比比較大,因而不需支持就能承受較高的外壓。
反滲透膜的材料主要有醋酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纖維素膜透水量大,脫鹽率高,價(jià)格便宜,應(yīng)用普遍。芳香聚酰胺膜具有優(yōu)越的機(jī)械強(qiáng)度,化學(xué)性能穩(wěn)定,耐壓實(shí),能在pH值4-10的范圍內(nèi)使用。聚苯并咪唑反滲透膜則能耐高溫,吸水性好,適用于在較高溫度下的作業(yè)。反滲透裝置已成功地應(yīng)用于海水脫鹽,并達(dá)到飲用級(jí)的質(zhì)量。海水淡化的原理是利用只允許溶劑透過(guò),不允許溶質(zhì)透過(guò)的半透膜,將海水與淡水分隔開的。用RO(Reverse Osmosis )進(jìn)行海水淡化時(shí),因其含鹽量較高,除特殊高脫鹽率膜以外,一般均須采用二級(jí)RO淡化。但是海水脫鹽成本較高,主要用于特別缺水的中東產(chǎn)油國(guó),例如2012年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)世界最大的海水淡化廠就位于沙特阿拉伯。
(2)超濾膜
超濾膜是指具有從1-20nm細(xì)孔的多孔質(zhì)膜,它幾乎可以完全將含于溶液中的病毒、高分子膠體等微粒子截留分離。超濾膜的分離性能就是用它所截留物質(zhì)的分子量大小來(lái)定義的。超濾膜分離技術(shù)主要用于分離溶液中的大分子、膠體微粒。通過(guò)膜的篩分作用將溶液中大于膜孔的大分子溶質(zhì)截留,是溶質(zhì)分子與小分子溶劑分離的膜過(guò)程 。
(3)微濾膜
微濾膜是指孔徑范圍為0.01-10μm的多孔質(zhì)分離膜,它可以把細(xì)菌、膠體以及氣溶膠等微小粒子從流體中比較徹底地分離除去。流體中含有粒子的濃度不同,微濾膜的使用方式也不同。當(dāng)濃度較低時(shí),常常使用一次性濾膜;當(dāng)濃度較高時(shí),需要選擇可以反復(fù)使用的膜。
(4)氣體分離膜
氣體分離中常用的高分子膜,是非對(duì)稱的或復(fù)合膜,其膜表層為致密高分子層,即非多孔高分子膜。這種膜材料需要具有優(yōu)良的滲透性。
(5)催化膜
在膜反應(yīng)器中,利用膜的載體功能將催化劑固定在膜的表面或膜內(nèi)來(lái)制備催化膜。有些膜材料本身就具有催化活性。在反應(yīng)涉及加氫、脫氫、氧化以及與氧的生成有關(guān)的體系時(shí),則常采用金屬膜、固體電解質(zhì)膜,這些膜具有選擇性透過(guò)氫和氧的能力。 隔膜催化技術(shù)有效性的主要特征是生產(chǎn)率和選擇率。生產(chǎn)率是由通過(guò)隔膜以及隔膜表面上反應(yīng)物和生成物的分離率來(lái)決定的。
高分子吸附劑
吸附性高分子材料主要是指那些對(duì)某些特定離子或分子有選擇性親和作用的高分子材料,從外觀形態(tài)上看,主要有微孔型、大孔型、米花型和大網(wǎng)狀樹脂幾種。吸附樹脂的吸附性不僅受到結(jié)構(gòu)和形態(tài)等內(nèi)在因素的影響,還與使用環(huán)境關(guān)系密切:溫度因素,樹脂周圍的介質(zhì).
(1)吸水性高分子
高吸水性樹脂的研究始于60年代,世界上最早開發(fā)的一種高吸水性樹脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解產(chǎn)物,即在淀粉上接枝丙烯腈然后水解而成。
通常情況下,纖維素類高吸水性樹脂的吸水能力比淀粉類樹脂低,但是吸水速度快是其特點(diǎn)之一,在一些特殊情況下卻是淀粉類樹脂所不能取代的。
高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)特征:
分子中具有強(qiáng)親水性基團(tuán),如羥基、羧基,能夠與水分子形成氫鍵;
樹脂具有交聯(lián)結(jié)構(gòu);
聚合物內(nèi)部具有較高的離子濃度;
聚合物具有較高的分子量
(2)吸油性高分子
高吸油性樹脂是一種新型的功能高分子材料,對(duì)于不同種類的油,少則可吸自重的幾倍,多則近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油能力強(qiáng),在工業(yè)的廢液處理以及環(huán)境保護(hù)方面具有廣泛的用途。另外可作橡膠改性劑、油霧過(guò)濾材料、芳香劑和殺蟲劑的基材、紙張?zhí)砑觿┑取?/p>
高吸油性樹脂的結(jié)構(gòu)特征:高分子之間形成一種三維的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),材料內(nèi)部具有一定微孔結(jié)構(gòu)。由于分子內(nèi)親油基的鏈段和油分子的溶劑化作用,高吸油性樹脂發(fā)生膨潤(rùn)?;诮宦?lián)的存在,該樹脂不溶于油中。由此可見,交聯(lián)度和親油性基團(tuán)與高吸油性樹脂的性能有密切關(guān)系。
(3)其他高分子吸附劑
聚丙烯酰胺分類聚丙烯酰胺產(chǎn)品簡(jiǎn)介:聚丙烯酰胺(PAM)為水溶性高分子聚合物,不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的磨擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性型四種類型。
陰離子聚丙烯酰胺
陰離子聚丙烯酰胺(APAM)產(chǎn)品描述:陰離子聚丙烯酰胺(APAM)外觀為白色粉粒,分子量從600萬(wàn)到2500萬(wàn)水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有機(jī)溶劑。有效的PH值范圍為7到14,在中性堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)的特性,與鹽類電解質(zhì)敏感,與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性凝膠體。
工業(yè)廢水處理:對(duì)于懸浮顆粒,較出、濃度高、粒子帶陽(yáng)電荷,水的PH值為中性或堿性的污水,鋼鐵廠廢水,電鍍廠廢水,冶金廢水,洗煤廢水等污水處理,效果最好。飲用水處理:我國(guó)很多自來(lái)水廠的水源來(lái)自江河,泥沙及礦物質(zhì)含量高,比較渾濁,雖經(jīng)過(guò)沉淀過(guò)濾,仍不能達(dá)到要求,需要投加絮凝劑,投加量是無(wú)機(jī)絮凝劑的1/50,但效果是無(wú)機(jī)絮凝劑的幾倍,對(duì)于有機(jī)物污染嚴(yán)重的江河水可采用無(wú)機(jī)絮凝劑和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。陰離子聚丙烯酰胺,使淀粉微粒絮凝沉淀,然后將沉淀物經(jīng)壓濾機(jī)壓濾變成餅狀,可作飼料,酒精廠的酒精也可采用陰離子聚丙烯酰胺脫水,壓濾進(jìn)行回收。用于河水泥漿沉降。用于造紙干強(qiáng)劑。
用于造紙助劑、助率劑。在造紙前泵口式儲(chǔ)漿池中加入微量PAM-LB-3陰離子聚丙烯酰胺可使水中填料與細(xì)小纖維在網(wǎng)上存留提高20-30%。每噸可節(jié)約紙漿20-30kg。
舉例:在洗煤過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水,直接排放污染環(huán)境,必須沉清后循環(huán)利用,回收水中煤泥,也很有價(jià)值,但靠自然沉降,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,同時(shí)水也不清。
另外,陰離子聚丙烯酰胺在制香行業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越受歡迎,陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品特點(diǎn):具溶解性好,粘度高,韌性強(qiáng),易燃無(wú)(少)煙、燃燒無(wú)異味、無(wú)毒等特點(diǎn);產(chǎn)品性能穩(wěn)定,避免了其它植物膠粉和普通淀粉因產(chǎn)地、時(shí)間不同,粘結(jié)質(zhì)量參差不齊,在香業(yè)生產(chǎn)時(shí)需要反復(fù)調(diào)試配方,以免造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象;香制品外表光潔平整、成型好、不易破碎;尤其是其冷水可糊化性,無(wú)需煮糊,將物料直接混和均勻、加水?dāng)嚢杓瓤缮a(chǎn),而且加水混合后的物料較長(zhǎng)時(shí)間放置也不會(huì)有物料干硬無(wú)法使用的現(xiàn)象發(fā)生,有效地節(jié)約了能源和方便了生產(chǎn)操作。
使用效果:使用本產(chǎn)品做成的香坯(香制品)外觀平整、無(wú)斷裂、無(wú)霉斑,抗折力強(qiáng),產(chǎn)品成色好、烘曬后不褪色,燃點(diǎn)時(shí)間足,可燃性好,過(guò)鐵齒盤不“斷頭”熄火,有利于蚊香有效成份的揮散率的提高及可減少成品在烘干過(guò)程中的損失,同時(shí),可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率。此外,本品對(duì)環(huán)境無(wú)污染,可滿足綠色環(huán)保方面對(duì)產(chǎn)品的要求。
經(jīng)濟(jì)效益:使用本產(chǎn)品可減少原料成本5—12%,節(jié)約能耗20—30%。
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)產(chǎn)品特性:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)外觀為白色粉粒,離子度從20%到55%水溶解性好,能以任意比例溶解于水且不溶于有機(jī)溶劑。呈高聚合物電解質(zhì)的特性,適用于帶陰電荷及富含有機(jī)物的廢水處理。適用于染色、造紙、食品、建筑、冶金、選礦、煤粉、油田、水產(chǎn)加工與發(fā)酵等行業(yè)有機(jī)膠體含量較高的廢水處理,特別適用于城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業(yè)污泥的脫水處理。
用途
用于污泥脫水根據(jù)污泥性質(zhì)可選用本產(chǎn)品的相應(yīng)型號(hào),可有效在污泥進(jìn)入壓濾之前進(jìn)行污泥脫水,脫水時(shí),產(chǎn)生絮團(tuán)大,不粘濾布,壓濾時(shí)不散,流泥餅較厚,脫水效率高,泥餅含水率在80%以下。
用于生活污水和有機(jī)廢水的處理,本產(chǎn)品在配性或堿性介質(zhì)中均呈現(xiàn)陽(yáng)電性,這樣對(duì)污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進(jìn)行絮凝沉淀,澄清很有效。如生產(chǎn)糧食酒精廢水,造紙廢水,城市污水處理廠的廢水,啤酒廢水,味精廠廢水,制糖廢水,有機(jī)含量高 廢水、飼料廢水,紡織印染廢水等,用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無(wú)機(jī)鹽類效果要高數(shù)倍或數(shù)十倍,因?yàn)檫@類廢水普遍帶陰電荷。
用于以江河水作水源的自來(lái)水的處理絮凝劑,用量少,效果好,成本低,特別是和無(wú)機(jī)絮凝劑復(fù)合使用效果更好,它將成為治長(zhǎng)江、黃河及其它流域的自來(lái)水廠的高效絮凝劑。
造紙用增強(qiáng)劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強(qiáng)度。
用于油田經(jīng)學(xué)助劑,如粘土防膨劑,油田酸化用稠化劑。
用于紡織上漿劑、漿液性能穩(wěn)定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。
包裝與貯存
本品無(wú)毒,注意防潮、防雨,避免陽(yáng)光曝曬。 貯存期:2年,25kg紙袋(內(nèi)襯塑料袋外為貼塑牛皮紙袋)。
丙烯酰胺單體的生產(chǎn)時(shí)以丙烯腈為原料,在催化劑作用下水合生成丙烯酰胺單體的粗產(chǎn)品,經(jīng)閃蒸、精制后得精丙烯酰胺單體,此單體即為聚丙烯酰胺的生產(chǎn)原料。
丙烯腈+(水催化劑/水) →合 →丙烯酰胺粗品→閃蒸→精制→精丙烯酰胺
按催化劑的發(fā)展歷史來(lái)分,單體技術(shù)已經(jīng)歷了三代:
第一代為硫酸催化水合技術(shù),此技術(shù)的缺點(diǎn)是丙烯腈轉(zhuǎn)化率低,丙烯酰胺產(chǎn)品收率低、副產(chǎn)品低,給精制帶來(lái)很大負(fù)擔(dān),此外由于催化劑硫酸的強(qiáng)腐蝕性,使設(shè)備造價(jià)高,增加了生產(chǎn)成本;
第二代為二元或三元骨架銅催化生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)的缺點(diǎn)是在最終產(chǎn)品中引入了影響聚合的金屬銅離子,從而增加了后處理精制的成本;第三代為微生物腈水合酶催化生產(chǎn)技術(shù),此技術(shù)反應(yīng)條件溫和,常溫常壓下進(jìn)行,具有高選擇性、高收率和高活性的特點(diǎn),丙烯腈的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%,反應(yīng)完全,無(wú)副產(chǎn)物和雜志,
產(chǎn)品丙烯酰胺中不含金屬銅離子,不需進(jìn)行離子交換來(lái)出去生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的銅離子,簡(jiǎn)化了工藝流程,此外,氣相色譜分析表明丙烯酰胺產(chǎn)品中幾乎不含游離的丙烯腈,具有高純性,特別適合制備超高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺及食品工業(yè)所需的無(wú)毒聚丙烯酰胺。
高二化學(xué)會(huì)考資料:原電池
1、原電池的基本情況
(1)構(gòu)成:兩極、一液(電解質(zhì)溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(yīng)(自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng))。
(2)能量轉(zhuǎn)化形式:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
(3)電極與電極反應(yīng):較活潑的一極是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng);較不活潑的一極是正極,發(fā)生還原反應(yīng)。
(4)溶液中陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)方向:陽(yáng)離子移向正極;陰離子移向負(fù)極。
(5)電子流向:負(fù)極(通過(guò)導(dǎo)線)→正極;在電解質(zhì)溶液中,靠陰、陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)而導(dǎo)電。
2、原電池電極反應(yīng)規(guī)律
(1)負(fù)極反應(yīng)(與電極材料有關(guān))
?、偃魹榛顫婋姌O:金屬失去電子生成金屬離子(注意:Fe→Fe2+);
?、谌魹槎栊噪姌O(石墨、鉑):通到正極上的H2、CH4等燃料發(fā)生氧化反應(yīng);
?、谡龢O反應(yīng)(與電極材料無(wú)關(guān)):陽(yáng)離子放電(常見陽(yáng)離子的放電順序?yàn)椋?H+< Cu2+< Fe3+< Ag +)或通到正極上的O2、Cl2等氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)。
3、重要原電池的的電極反應(yīng)式和電池總式
(1)銅—鋅—稀硫酸電池
負(fù)極:Zn - 2e- == Zn2+ 正極:2H+ +2e- == H2↑
總反應(yīng)式:Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑ Zn+ H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
(2)銅—鋅—硫酸銅溶液電池
負(fù)極:Zn - 2e- == Zn2+ 正極:Cu2+ + 2e- == Cu
總反應(yīng)式:Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu
(3) 銅—石墨—FeCl3溶液電池
負(fù)極:Cu - 2e- == Cu2+ 正極:2Fe3++ 2e- == 2Fe2+
總反應(yīng)式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
*(4)鉛蓄電池
負(fù)極:Pb+SO42--2e- == PbSO4 正極:PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O
電池總反應(yīng):Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(5)氫氧燃料電池
?、匐娊赓|(zhì)溶液為KOH溶液
負(fù)極:2H2+4OH--4e- =4H2O 正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
②電解質(zhì)溶液為稀硫酸
負(fù)極:2H2-4e- =4H+ 正極:O2+4H++4e-=2H2O
電池總反應(yīng):2H2+ O2=2H2O
(6)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕
?、傥醺g
負(fù)極:2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應(yīng)式:2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2
?、谖鰵涓g
負(fù)極:Fe - 2e- == Fe2+ 正極:2H+ +2e- == H2↑
總反應(yīng)式:Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑
4、金屬腐蝕
(1)金屬腐蝕的類型:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
(2)電化學(xué)腐蝕的類型:吸氧腐蝕和析氫腐蝕。
當(dāng)水膜的酸性較強(qiáng)時(shí),發(fā)生析氫腐蝕;當(dāng)水膜的酸性較弱或呈中性時(shí),發(fā)生吸氧腐蝕。自然界中較為普遍發(fā)生的是吸氧腐蝕。
5、金屬的防護(hù)方法
(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu):如制成不銹鋼。
(2)覆蓋保護(hù)層:涂漆、電鍍、搪瓷、涂瀝青、塑料、瀝青等。
(3)電化學(xué)保護(hù)法:
①犧牲陽(yáng)極保護(hù)法:如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。
?、谕饧与娏麝帢O保護(hù)法(又叫陰極電保護(hù)法):將被保護(hù)的金屬制品(如水庫(kù)閘門、合成氨塔等)與直流電源的負(fù)極相連接,做電解池的陰極,受到保護(hù)。
6、可充電電池問題
(1)放電時(shí)是原電池,充電時(shí)是電解池。
(2)充電時(shí),外接直流電源的負(fù)極連接蓄電池的負(fù)極,正極連接正極。
(3)解題關(guān)鍵:是明確化合價(jià)變化和氧化、還原反應(yīng),兼顧電解質(zhì)溶液對(duì)電極反應(yīng)的影響。