第三章4三大合成材料.
第3章天工化学制艺
3.1 热裂解过程的化学反应 3.1.3 裂解反应的热力学
和动力学
化学工艺学
3.1.3.1 裂解反应的热力学分析
裂解反应的热效应
强吸热过程
∑ ∑ Qpt = ΔHt = (ΔHΘf )产物− （ΔHΘf ）原料
t2
∫ ΔH t 2 = ΔH t1 + ΔC p dt t1
基尔霍夫公式：
化学工艺学
裂解原料性质及评价
z 族组成---PONA值 z 氢含量 z 特性因数 z 芳烃指数
化学工艺学
族组成－PONA值
z 适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油
烷烃P (paraffin)
烯烃O (olefin)
环烷烃N (naphthene) 芳烃A (aromatics)
化学工艺学
PONA值
lg⎜⎜⎝⎛
ki k5
⎟⎟⎠⎞
=
1.51lg
Ni
− 1.05
z 考虑存在二次反应，实际反应速率常数：
k=
k0
1 + Xa
化学工艺学
化学工艺学
3.2 裂解过程的工艺参数和操作指标
化学工艺学
z 原料性质及评价
z 原料烃组成 裂解温度、烃分 压、停留时间 对裂解结果的影 响
z 裂解深度
化学工艺学
衡量裂解结果的指标
化学工艺学
原料氢含量与乙烯收率的关系
化学工艺学
特性因数
反映裂解原料芳香性的强弱
表征石脑油和轻柴油等轻质油化学组成特 性的一种因数，用K表示。
主要用于液体燃料，K值可以通过下式算
出：
K = 1.216(TB )1/3 d1155..66
n
必修1-第三章(第三节,第四节)
第三节玻璃、陶瓷、水泥一、玻璃主要生产原料：设备：反应原理：，普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形的玻璃态物质（或Na2O·CaO·6SiO2）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。
几种常见玻璃简介普通玻璃因混有二价铁的化合物显蓝玻璃加入红玻璃加入化学仪器玻璃提高光学仪器玻璃加入玻璃加热到软化温度时急速冷却变色玻璃加入 r和微量光导纤维石英玻璃纤维（高纯度的）二、陶瓷原料：陶都：瓷都：生产过程：粘土-混合-成型-干燥-烧结-冷却-成品性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型彩釉：在普通釉料中加入一些，可制成彩釉。
用途：艺术品、餐具、建筑材料、化学仪器等三、水泥原料：、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生产过程：原料-研磨混合-煅烧(回转窑)- 加入石膏-成品性能：水泥具有性，水泥的等级越高，表示水泥的性能越。
石膏的作用：保存：水泥沙浆：混凝土：钢筋混凝土：四.玻璃和陶瓷的新发展1、光导纤维（主要成分）石英玻璃纤维能力非常强，所以又称简称许多根经过技术处理的光纤在一起就得到了。
光缆的性能优点：光导纤维的作用：2、高温结构陶瓷常见的特殊功能的陶瓷有铸铁铸造的发动机缺点：金属制品在高温时易损坏，必须高温结构陶瓷制造的发动机优点：工作温度能稳定在1300℃，由于，同时常见的高温结构陶瓷有：练习1、普通玻璃是（混合物、纯净物）。
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。
高分子合成工艺学
第一章绪论高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。
(4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
高中化学人教版选修1课件第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶
二、
常见纤维 棉纤维
蚕丝
羊毛 人造纤 维 合成纤 维
常见纤维的组成和性能比较
知识精要
化学组成 纤维素,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物 蛋白质,天然有机高 分子化合物
纤维素(黏胶纤维)
各种线型有机高分 子
主要性能
吸水性好,易干,穿着舒适,不 起静电,不耐磨 吸水性好,手感柔和,有光泽, 不起静电,不起球 弹性好,隔热性、保暖性好, 水洗后收缩
,单体是异戊二烯。 (2)合成橡胶: ①通用橡胶:如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。 ②特种橡胶 :耐热、耐酸碱 的氟橡胶,耐高温和耐严 寒的硅橡胶。 (3)结构特点:橡胶一般为线型结构,可塑性好,但强度和韧性差, 为改善其性能,可采用硫化的方法,使橡胶形成体型结构,以增强橡胶 的强度、韧性、弹性和化学稳定性。 预习交流 3 有机玻璃是玻璃吗? 提示:有机玻璃是塑料,不是玻璃。
属于线型高分子
化合物。对于 C,结合生活实际,可知车辆内胎均可采用热补法(亦可
以从自行车内胎具有弹性上判断该物质为线型高分子材料)。对于
D,其结构简式为������CH2—CH2������,为线型材料。对于 B,电木插座不
具有弹性,应为体型高分子材料。 答案:B
迁移应用 现有两种高聚物 A、B,A 能溶于氯仿等有机溶剂,B 不溶于任 何溶剂,加热不会变软或熔化,则下列叙述不正确的是( ) A.高聚物 A 可能具有弹性,而高聚物 B 一定没有弹性 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 溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子,而是线 型高分子;B 不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔化,则一定是体型高 分子材料。 答案:C
化学选修1必考知识点
化学选修1《化学与生活》必考知识点【第一章 关注营养平衡】一、生命的基础物质－糖类1．葡萄糖（C 6H 12O 6）：单糖，不水解。
结构简式为CH 2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 或CH 2OH(CHOH)4CHO,其重要性质是还原性:（含有-CHO 醛基）①与银氨溶液反应产生银镜2Ag(NH 3)2OH + CH 2OH(CHOH)4CHO 2Ag ↓ + CH 2OH(CHOH)4COONH 4 +3NH 3+H 2O ②在加热时,葡萄糖与新制的氢氧化铜浊液反应产生砖红色沉淀,应用这个反应可以检验尿液中是否含有葡萄糖。
这两个反应均要在碱性溶液中才能进行。
粮食中的糖类在人体中能转化为葡萄糖而被吸收，其中一部分被氧化分解直接提供能量：C 6H 12O 6(s) + 6O 2(g)→6CO 2 （g ） + 6H 2O (l) (放热反应)2.蔗糖和麦芽糖（C 12H 22O 11）：是同分异构体。
属于双糖，蔗糖水解为葡萄糖和果糖，麦芽糖水解为葡萄糖。
3.淀粉的水解实验：淀粉加稀硫酸,加热得水解液,加入NaOH 溶液中和至弱碱性后,加银氨溶液微热生成银镜或加新制Cu(OH)2生成砖红色沉淀，说明淀粉已水解，另取水解液加入碘水，若无明显变化说明淀粉已水解完全，若变蓝色说明淀粉水解不完全。
淀粉在酶或酸的催化作用下逐步水解，最终转化为葡萄糖： （C 6H 10O 5）n+nH 2O n C 6H 12O 6 淀粉遇碘单质变成蓝色，可用碘水或碘酒检验淀粉存在。
淀粉溶液属于胶体。
4.纤维素：多糖，纤维素在浓硫酸的催化作用下发生水解，最终产物是葡萄糖： （C 6H 10O 5）n+nH 2O nC 6H 12O 6 淀粉和纤维素属于天然高分子化合物，因n 值不同，二者不互为同分异构体。
二、重要的体内能源－油脂R 相同时称为单甘油酯,R 不同时称为混甘油酯.油:不饱和的油酸生成的甘油酯熔点低,液态,植物油;(含碳碳双键,可使溴水、酸性高锰酸钾褪色)脂:饱和的软脂酸或硬脂酸生成的甘油酯熔点高,固态,动物油脂肪酸的功能：供给热量；能量储存；合成人体化合物的原料；有多种生理功能。
材料合成与制备
第1章溶胶－凝胶法(Sol-gel method)⏹胶体:分散相粒径很小的胶体体系,分散相质量忽略不计,分子间作用力主要为短程作用力.⏹溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～100nm之间。
⏹凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。
⏹溶胶－凝胶法：就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
⏹水解度：是水和金属醇盐的物质的量之比。
⏹老化时间：从凝胶开始到凝胶干燥前的时间称为老化时间⏹利用溶胶凝胶法制备陶瓷粉体材料所具有的优点？1.工艺简单,无需昂贵设备;2.对于多组元系统,该法可以大大增加化学均匀性;3.易于控制,凝胶微观结构可调控;4.掺杂范围广,化学计量准确,易于改性;5产物纯度高,烧结温度低.第二章水热与溶剂热合成⏹水热法(Hydrothermal Synthesis)，是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热至临界温度（或接近临界温度），在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。
⏹溶剂热法（Solvothermal Synthesis）：将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水敏感的材料。
⏹原为结晶：当选用常温常压下不可溶的固体粉末、凝胶或沉淀为前驱物时，如果前驱物和晶相的溶解度相差不是很大时，或者“溶解-结晶”的动力学速度过慢，则前驱物可以经过脱去羟基（或脱水），原子原位重排而转变为结晶态。
合成材料的制备技术及应用
合成材料的制备技术及应用第一章概述合成材料是指由两种或多种不同材料通过化学反应或物理混合作用而成的材料。
通过合成能够获得材料优异的性能和特殊的功能。
其中，最常见的合成材料就是复合材料。
合成材料的制备技术和应用已经在人类生产活动中起着重要的作用。
合成材料具有很高的强度、低重量、耐腐蚀性和抗摩擦性等特性，被广泛应用于飞机、汽车、轮船、高速铁路、电子产品、建筑和医疗领域等。
本文将对合成材料的制备技术和应用进行详细阐述。
第二章合成材料的制备技术2.1 高分子复合材料的制备技术高分子复合材料是一种含有两种或两种以上的高分子组分的复合材料。
它可以通过物理制备法和化学制备法制备。
2.1.1 物理制备法物理制备法是通过将两种高分子材料混合成均相或异相混合体后得到高分子复合材料。
这个过程中，高分子之间不发生任何化学反应。
物理制备法包括桥接法、交替层析法、共混法和吸附法等。
其中，共混法是制备高分子复合材料中最常用的方法。
2.1.2 化学制备法化学制备法是直接在高分子主链上引入侧链或者交联剂，或者通过化学反应将两种完全不同的高分子化合物在一起，得到具有新特性的高分子复合材料。
化学制备法包括强化法、原位聚合法和插层复合法等。
其中，插层复合法是一种新兴的技术，可以使纳米粒子插入到高分子链中，形成纳米复合材料。
2.2 金属基复合材料的制备技术金属基复合材料是由金属基体和金属以外的第二种或第三种材料组成的材料。
通过将被包覆物与金属基体一同放入熔炉中，通过热力学反应实现金属与第二种或第三种材料的结合。
金属基复合材料的制备技术主要包括以下几种方法。
2.2.1 溅射法溅射法是一种利用离子轰击合金靶材的高速离子束来制备复合材料的方法。
通过对材料进行轰击，能够获得特殊的性能。
2.2.2 熔体浸渍法熔体浸渍法是将非金属材料浸渍到熔化金属中，通过热力学反应实现金属基体和第二种或第三种材料的结合。
2.2.3 粉末冶金法粉末冶金法是通过将金属粉末与非金属粉末混合后加热烘干，在烧结炉中进行烧结，从而形成金属基复合材料。
化学必修2第三章第四节基本营养物质课件
二、环境保护与绿色化学
• 绿色化学特点
1．充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； 2．在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境 排放废物； 3．提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子 都被产品所消纳，实现“零排放”； 4．生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的 环境友好的产品。
二、环境保护与绿色化学
• “三废”污染及其防治（废气废水废渣）
大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过 程中产生的废气及其携带的颗粒物。工业生产中 的废水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土 壤、水源的污染，需要经过多步处理才能达到排 放标准。废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境 污染和资源回收利用两个重要目的。
C4H10→C2H4+C2H6
C4H10→CH4+C3H6
一、煤 、石油、天然气的综合利用
• 合成材料
（1）三大合成材料： 塑料 、合成橡胶 和合成纤维 是三大合成材料， 都主要是以石油 、煤 和天然气 为原料生产的。 （2）聚乙烯: 乙烯在一定条件下发生反应，形成高分子化合物。 催化剂 方程式为： n CH2＝CH2 → -[CH2＝CH2 ]-n 。 在聚乙烯中，n称为聚合度，表示高分子化合物中的 数目，n有的相同，有的不同，所以它是混合物。单 体为： CH2＝CH2 ,链节为 -[CH2＝CH2 ]-n 。
（2）淀粉的特征反应
在常温下，遇碘变蓝
3.糖类、油脂、蛋白质的水解反应
（1） 糖类的水解 （在酸性条件下）
① 二糖——蔗糖的水解 C12H22 O11
蔗糖
H 2O H 2O
硫酸 硫酸
C6H12O6
葡萄糖
C6H12O6
果糖
C12H22 O11
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塑料的性能
塑料
各 塑 种 料 聚 制 丙 品 烯
汽水箱 蔬菜箱 啤酒箱 塑料大棚 桶 塑料筐 方凳 工具盒 卫生盒
塑料
聚苯乙烯塑料制品 灯饰制品
塑料
各 种 有 机 玻 璃 制 品 导向牌 CD架 钥匙扣 有机玻璃仪器 笔架 仿水晶制品 有机玻璃雕刻 商品陈列架 花瓶 礼品 奖品
塑料
酚醛塑料制品
（3）强度
高分子材料强度一般比较大。如把10kg高分 子材料与金属材料各制成100m长的绳子，可 吊起物体的重量如下表：
材料品 金属钛 种 锦纶绳 涤纶绳 碳钢绳 绳 重物质 15500 12000 7700 6500 量／kg
高分子材料
金属材料
（4）电绝缘性 通常高分子材料的电绝缘性良好， 广泛用于电器工业上。 （为什么？） （5）特性： 有些高分子材料具有耐化学腐蚀、 耐热、耐磨、耐油、不透水等特性， 用于某些特殊需要的领域；但也有些 高分子材料具有易老化、不耐高温、 易燃烧、废弃后不易分解等缺点。
三大合成材料
塑料、纤维、橡胶
一.高分子化合物的基本性质
（1）溶解性
线型结构高分子（如有机玻璃）能溶解在适 当的有机溶剂里，但溶解速率比小分子缓慢；而 体型结构高分子（如橡胶）则不易溶解，只有一 定程度的胀大。
（2）热塑性和热固性
加热到一定温度范围，开始软化，然后再开始 熔化成可以流动的液体；冷却后，又成为固体－ －热塑性（如聚乙烯）。加工成型后受热不再熔 化，就叫热固性（如电木）。
优点: 具有较高的强度、韧 性、良好的弹性胶
硅橡胶
复合材料
将两种或两种以上不同性能的材料组 合起来,在性能上取长补短,就可以得到 比单一材料性能优越的复合材料. 在复合材料中,一种材料作为基体,另外 一种材料作为增强剂. 例如:玻璃钢就是玻璃纤维和合成树脂 组成的复合材料.
熨斗 宇航服
塑料
工程塑料
塑料
可降解塑料
几种常见塑料的鉴别方法：
塑料名称 燃烧难易 离火后 易燃烧 不易燃 烧 极缓慢 燃烧 不燃烧 火焰特点 燃烧情况
产生的气 味 燃烧蜡烛 的气味
聚乙烯 聚氯乙稀
酚醛树脂 聚四氟乙烯
继续 燃烧
熄灭 熄灭
上端为红色 熔融 下端为蓝色
黄色，边缘带 软化， 盐酸刺激味 绿色，冒白烟 能拉丝 黄色，冒黑 膨胀， 有裂纹 烟
甲醛刺激味 和焦木味 氟化氢 刺激味
2．合成纤维
棉花 天 然 纤 维 化 学 纤 维 羊毛 木材 草类
羊毛是蛋白质纤维
纤 维
合成纤维：用石油、天然气等为原 料制成的单体，再经聚合制成的纤 维（如：“六大纶”、碳纤维、光 导纤维、耐辐射纤维和防火纤维等）
人造纤维：用化学方法对木材等天 然纤维加工制成。如粘胶纤维等
二.高分子化合物的基本结构
线型高分子 结 性 构 溶解性 链状结构 溶解 体型高分子 网状结构 不溶解，只发 生溶胀。
质
受热时的 加热软化熔解， 受热不熔化， 变化 具有可塑性。 具有热固性。
1.塑料的成分和性能：
合成树脂（主要成分） 塑料的成分 添加剂（增塑剂、防老化剂等） 热塑性塑料：可反复加工，多 次使用。 热固性塑料：加工成型后不会 受热融化。
常见的纤维
涤纶: 也叫的确良,是一种聚脂纤维
锦纶: 也叫尼龙,是一种聚酰胺纤维 腈纶:也叫人造羊毛,是一种聚丙烯腈
合成纤维
3．合成橡胶
主要成分是聚异戊二烯
天然橡胶 橡 胶 合成橡胶
通 丁苯橡胶 用 顺丁橡胶 橡 胶 氯丁橡胶 特 种 橡 胶 聚硫橡胶
硅橡胶
硫化橡胶—硫与橡胶分子作用，使橡胶硫化。