化学与化工(最终整合版)

特别是提高汽油的产量，常采用裂化的方法，在一定条件下，
将分子量较大、沸点较高的烃分解为分子量较小、沸点较低的 烃，这个过程叫做裂化。
2.石油炼制
3）裂化
C16 H 34 C8 H18 + C8 H16 十六烷

催化剂 加热、加压
辛烷
辛烯
C8 H18 C4 H10 + C4 H 8 辛烷

3.钾肥
钾肥是含有作物营养元素钾的化肥。
3.钾肥
钾肥的原料主要是矿物钾，这种东西可以直
接开采并通过化工工业制成钾肥，主要原理 就是将不易施放的矿物钾转化为方便施放和 植物吸收的钾肥。
3.钾肥
钾能促进植株茎秆健壮，改善果实品质，增
强植株抗寒能力，提高果实的糖分和维生素C 的含量，和氮、磷的情况一样，缺钾症状首 先出现于老叶。钾可以调节细胞内适宜的渗 透压和体液的酸碱平衡，参与细胞内糖和蛋 白质的代谢。
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2.煤炭工业
2、煤的干馏 把煤隔绝空气加强热使 它分解的过程，叫做煤的干 馏(也叫煤的焦化)。
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2.煤炭工业
3、煤的液化 把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂 条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物， 即“合成石油”。 主要产品有优质汽油、柴油、芳香烃和其他化 工原料。 副产品有液化石油气、硫黄和氨气等
灼隔 热绝 的空 煤气 炭通 过
氢气 氦气
氢气、氦气、 氨气
水蒸汽
空气
氨气
1.氮肥
氮是构成蛋白质的主要成分，对茎叶的生长和
果实的发育有重要作用，是与产量最密切的营 养元素。
氮素是合成绿叶素的组成部分，叶绿素a和叶绿
素b中都有含氮化合物。叶绿素是植物制造碳水 化合物的工厂。 氮素能合成蛋白质，促进细胞分裂和增长。果 实在发育期需要大量的氮来保证果实的发育。
2.磷肥

磷能够促进各种代谢正常进行，植物生长发育良好， 同时提高植物的抗寒性和抗旱性。由于磷与糖类、 蛋白质和脂肪的代谢和三者相互转变都有关系，多 以不论栽培粮食作物、豆类作物和油类作物都需要 磷肥。 缺磷时，蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形 成较少，影响细胞分裂，生长缓慢，分枝减少，植 株矮小，叶片暗绿。
高温 高温
WO3+2Al===W+Al2O3
高温
Cr2O3 ＋ 2Al === 2Al2O3 ＋ 2Cr 3V2O5＋ 10Al === 5Al2O3 ＋ 6V 利用热还原法冶炼的金属的特点是: 金属元素的金属性比较强,在金属 活动顺序表中居中间位置.
高温
高温
2.金属冶炼的问题
• 金属冶炼的过程中注意要有可靠的 环保措施.在冶炼过程中会形成大 量的废渣、废气和烟尘。 • • • • • 所以要有效利用金属资源 1. 提高金属矿物的利用率； 2. 减少金属的使用量； 3. 加强金属资源的回收和再利用； 4. 使用其他材料代替金属材料。


6.对某些作物有利的肥料
如水稻上施用的钢渣硅肥，豆科作物上
施用的钴肥，以及甘蔗、水果上施用的 农用稀土等。
能源工业
1.能源工业概述
能源工业是采掘、采集和开发自然界能源 或将自然资源加工转换为燃料、动力的工 业。
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2.煤炭工业
1、煤的分类和组成 (1)分类： ① 无烟煤：含碳量85%~95%左右 ② 烟煤：含碳量70%~85% ③ 褐煤：含碳量50%~70% ④ 泥煤：含碳量约50% (2)组成：煤除主要含碳外，还含少量的S、P、H、 O、N等元素以及无机矿物质(主要含Si、Al、Ca、 Fe)。因此，煤是由有机物和无机物所组成的复 杂的混和物。
• 可用此法冶炼的金属：金属性极强、 既活泼，在金属性活动顺序中居左 端区域，化合物很稳定的矿物。
电解
电解 2Al2O3(熔融) ====4Al＋ 冰晶石 电解
3O2↑
1.金属冶炼方法
3）热还原法： ①用焦碳还原法： 2ZnO+C====2Zn+CO2↑ 高温 CuO+C====Cu+CO↑ 高温 2CuO+C====2Cu+CO2↑ ②用一氧化碳还原法： Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 高温 CuO+CO===Cu+CO2
Mn+
+ne-
M
1.金属冶炼方法 • 1）热分解法
2HgO===2Hg+O2↑
2Ag2O===4Ag+O2↑
• 可用此法冶炼的金属：金属性很弱， 在金属性活动顺序中居右端区域， 化合物不是很稳定的矿物。
1.金属冶炼方法
• 2）电解法
MgCl2 (熔融) ====Mg＋ Cl2↑
2NaCl (熔融) ====2Na＋ Cl2↑
2.金属冶炼的总结
电解法 热分解
钾钙钠镁铝锌铁锡铅铜汞银铂金
还原法 有天然的单 质矿存在
酸碱工业
1.酸碱工业概述
• 三酸(硫酸.硝酸.盐酸)两碱(纯碱.烧碱)是重要化学工业中 最基本的化工原料,直接或间接地作为其他工业的原料.
2.1硫酸工业
• 硫酸广泛用于各个工业部门，硫酸工业是化学工业中历史 悠久的工业部门，随着世界人口增加，粮食需要量的增多， 化肥的生产将进一步发展。硫酸作为生产磷肥的主要原料 （湿法磷酸），其生产也必将得到迅速发展。
化学与医学
化学与医学
从古代的中医写到现在的西医，以至中西结合， 当然医学的发展特别是现代医学的发展离不开化 学的发展。随着化学分析、合成的发展医学得到 了长足的进步。这其中，化学最大的用处就是制 备各种各样的药品。 生产化学药物的工业即为化学制药工业，包括化 学原料药业和化学制剂业两个门类。

丁烷
丁烯
C4 H10 C2 H 6 + C2 H 4 丁烷 乙烷 乙烯 C4 H10 CH4 + C3 H6 丁烷 甲烷 丙烯

2.石油炼制
4）裂解
为了获得有机化工的基本原料，石油化工生产中，以比裂化更
高的温度(700～1000℃)将石油分馏产物进一步裂解(深度裂化)，
使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃的过程。
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2.煤炭工业
4、其他 1）直接作为燃料燃烧，一般用于工业锅炉， 老式火车等处 2）用于冶炼金属（例如铁、铜） 3）制作成蜂窝煤，用于平常的家庭取暖或者 烧烤…
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3.天然气工业
天然气(natural gas) 主要成分是甲烷。
无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度 多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲 烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的 称为湿气。
高温
高温
③用氢气还原法： Fe3O4+4H2===== 3Fe+4H2O WO3 + 3H2 ==== W+3H2O CuO+H2===Cu+H2O
Fe2O3+3H2===2Fe+3H2O
高温
高温 高温
高温
④用活泼金属还原法：
Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3
3Fe3O4+8Al===9Fe+4Al2O3
4.复合肥

复合肥是指氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养 分、仅由化学方法制成的肥料。 是复混肥料的一种。
5.微量及中量元素肥料

大量元素是含量很高的化学元素的统称，微量元素是 含量很低的化学元素的统称。介于大量元素和 微量元 素之间统称为中量元素。 像硼肥、锌肥、锰肥、钼肥、铜肥、铁肥、钴肥都属 于微量元素肥料。这些微量元素占作物体干重的百分 数大致是：锰 0.05%、铁 0.02%、锌 0.01%、硼 0.005%、铜 0.001%、钼 0.0001%。 土壤中任何一种速效态微量元素供应不足，作物就会 出现特殊的症状，产量减少，品质下降，甚至收成无 望
2.磷肥
磷肥是含有作物营养元素磷的化肥。
2.磷肥
磷肥既可以用生物的排泄物和尸体自然分解而得，
也可以直接开采并通过化工业制成磷肥。
20世纪20年代磷酸开始工业生产，但是规模很小。
60年代初期，湿法磷酸的生产技术趋于完善，磷 酸铵有了比较便宜的原料，生产发展十分迅速 用硫酸、硝酸或盐酸分解磷矿制得的磷酸统称为 湿法磷酸，而用硫酸分解磷矿制得的磷酸的方法 是湿法磷酸生产中最基本的方法。
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3.天然气工业
1）天然气制氢wenku.baidu.com如
2）天然气制氨(合成氨)； 3）天然气制甲醇，如
4）天然气制乙烯、乙炔、四氯化碳、硝基甲 烷、二硫化碳、硫磺等。
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4.燃料
• 煤炭和天然气都可以作为燃料进行火力发电。但 是煤炭燃烧进行的火力发电是大气污染物的主要 来源，所以要大力发展非煤炭发电火力发电和节 约用电
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煤炭工业
煤
煤气
合成汽油
干馏 （炼焦）
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2.煤炭工业
1、煤的气化 煤在特定的设备内，在一 定温度及压力下使煤中有机质 与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等) 发生一系列化学反应，将固体 煤转化为含有CO、H2、CH4等 可燃气体和CO2、N2等非可燃 气体的过程。
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2.煤炭工业
1、煤的气化
总结
原料
化学原料药业
化学制剂业
化学与农业
一、农药
杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂
二、化肥
1.氮肥
氮肥是含有作物营养元素氮的化肥。
1.氮肥

氢气
干除 燥二 氧 化 碳 、
氮气
除 二 氧 化 碳 氮气、二 氧化碳 通 过 灼 热 的 煤 炭
高温、高压、催化剂
氢气、氦气、氨气
氢气、水 蒸气、二 氧化碳
2.1硫酸工业
• 硫酸的制备流程
S SO2 FeS2
例：阿司匹林制备
2.化学制剂业
得到了原料药后，为了让病人使用药物，就出现 了化学制剂业。 原料药的称呼主要相对于制剂来说的。 比如注射用硫酸头孢匹罗是药，那么硫酸头孢匹 罗就是原料药
2.化学制剂业
自19世纪下半叶以来，制剂工业在药物生产中已 发展为一个独立的领域，发展了不少新型制剂如 片剂、糖衣片、肠溶片、薄膜包衣片、注射剂、 胶囊剂、栓剂、气雾剂、药膜剂以及多种缓释制 剂和控制释放制剂等。在制剂生产和药品包装方 面，也逐渐从手工操作向半机械化、机械化、半 自动化直至全自动化的方向发展。
有气态烃和固态烃。
附：烃，是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物（称 为碳氢化合物）
2.石油炼制
1）脱水、脱盐 原油含水和无机盐类。含水多，在炼制 时要浪费燃料，含盐多会腐蚀设备。所以， 原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进 行炼制。
2.石油炼制
2）分馏
2.石油炼制
3）裂化 裂化：通过分馏得到的汽油、煤油、柴油等轻质油仅占石油总 产量的25%，还不能满足社会需求。为了获得更多的轻质油，
1.化学原料药业
1.原料药 指用于生产各类制剂的原料药物，是制剂中的有 效成份。 由化学合成、植物提取或者生物技术所制备的各 种用来作为药用的粉末、结晶、浸膏等，但病人 无法直接服用的物质。
1.化学原料药业
原料药根据它的来源分为化学合成药和天然化学 药两大类。 化学合成药又可分为无机合成药和有机合成药。 无机合成药为无机化合物(极个别为元素)，如用 于治疗胃及十二指肠溃疡的氢氧化铝、三硅酸镁 等；有机合成药主要是由基本有机化工原料，经 一系列有机化学反应而制得的药物（如阿司匹林、 氯霉素、咖啡因等）。
C6 H14 CH4 己烷 甲烷(15%)
700~900C
+
CH 2 = CH 2 + CH 3CH = CH 2 + 其他 乙烯(40%) 丙烯(20%) (25%)
2.石油炼制
5）催化重整
把汽油里直链烃类的分子的结构“重新进行调整”，使它们转化为芳
香烃或具有支链的烷烃异构体。目的是提高汽油质量和获得芳香烃。
重整需特定的催化剂：一般选用铂 (Pt)或铼 (Re)，故称铂重整或铼重
整或铂铼重整。
3.总结
3.石油产物
1)首先是燃油（石油气、汽油、煤油、柴油） 这些都是用作各种发动机的燃料的。 2）然后是那些用重油减压分馏出的油类物质。 这些一般是被做成润滑油，还有做成蜡和沥 青的。
冶炼工业
1.金属冶炼概述 • 将金属从其化合物中还原出来用于 生产和制造各种金属材料的过程在 工业上称为金属的冶炼。
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石油工业
1.石油概述
石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色 液体。一般认为石油是古代海洋或湖泊 中的生物经过漫长的演化形成，属于化 石燃料，不可再生。
1.石油概述
(1)元素组成：主要含C和H(质量分数达97%～98%)， 还含少量S、O、N等元素。 (2)物质组成：石油的化学成分随产地不同而不同。一 般石油含各种烷烃、环烷烃和芳香烃，不含烯烃。 (3)状态组成：大部分是液态烃，同时在液态烃里溶