专题七 掌握化学化工基本知识（课件）-《化学工艺概论》（第三版）(化工社）专题复习讲练测

专题七 掌握化学化工基本知识 《化学工艺概论》（第三版） 化工社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 常见考点 1.化学的基本概念：化学是在分子、原子水平上对物质进行研究的科学，它涵盖了物质的组成、结构、性质和变化规律等内容。 3.原料预处理：在化工生产中，原料预处理是保障后续反应顺利进行的关键步骤。 4.质量守恒定律：在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 2.化学反应这一化学：它与物理变化的本质区别在于有新物质生成。我们认识了常见的化学反应类型，这些类型展示了不同物质在反应过程中的转化模式，为进一步理解化学变化的多样性奠定了基础。 一、考纲解读 1.能够准确阐述化学学科的定义和研究范畴，包括在分子、原子水平上对物质的组成、结构、性质和变化规律的研究。 1 2.了解原料预处理在化工生产中的重要性，能列举至少三种常见的原料预处理方法（如粉碎、干燥、筛选、除杂、溶解等），并解释每种方法对后续化学反应的作用。 2 3.理解能量守恒定律在化学变化中的体现，知道化学变化通常伴随着能量变化（如热能、光能、电能等的转化）。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：知道影响化工生产中化学反应的主要因素（如温度、压强、催化剂等），并能简单阐述这些因素如何影响反应的进行和产物的生成。 简答题：理解化学反应速率的概念，能说出化学反应速率的表示方法（通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示）。 论述题：理解化学平衡的概念，知道化学平衡是一种动态平衡，能解释在平衡状态下正、逆反应速率相等以及反应物和生成物浓度不再改变的现象。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、化学是打开物质世界的钥匙 (1)基本概念 化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律和变化过程中能量关系的基础自然学科。简言之，化学就是主要研究物质的化学变化。 化学学科的主要分支:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等。 化学与其他学科交叉结合形成多种边缘学科 :生物化学、材料化学、环境化学、地球化学等。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、化学是打开物质世界的钥匙 (2)化合物 无机化合物：一般指碳元素以外各元素的化合物，如水、食盐、硝酸等。 一些简单的碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、金属碳化物等，其组成和性质与无机化合物相似，因此也称为无机化合物。 有机化合物：有机化合物简称有机物，是指含碳元素的一类化合物。 组成有机化合物的主要元素是碳和氢，有的还含有氧、氮、硫、磷和卤素等。所以也常把有机化合物称为烃类化合物及其衍生物。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、化学是打开物质世界的钥匙 (3)化学式 以乙酸(俗称醋酸)为例，不同的表示方法如下 : 实验式 CH2O 仅表示所含各原子的最简单整数比 分子式C2H4O2 表示分子所含原子的种类及数目 结构式 表明分子内原子的种类、数目及排列的化学式 示性式 CH3COOH 表示分子所具有官能团特性的化学式 化学式是实验式、分子式、结构式和示性式的统称。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识化学反应 由一种或几种化学物质参加且相互作用，生成一种或几种新的化学物质的过程称为化学反应。例如 : 化学反应的特征:可以获得对人类有用的众多物质;可以为人类提供能源 ;常常伴有发光、发热、变色、气味、生成沉淀物等现象。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、熟悉化工生产过程 世界上的化工产品成千上万，但几乎所有化工产品的生产过程都是由三个基本环节组成，见图2.1化工生产过程示意图。 (1)原料预处理 使初始原料、辅料通过处理达到化学反应所需要的状态和规格。 (2)化学反应 使原料(反应物)在反应设备内进行化学反应，生产新的物质。 (3)产物分离 将产物、未反应的原料、副产物等进行分离提纯。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、了解单元操作与单元反应 原料预处理、化学反应、产物分离这三个环节都是由若干个单元操作和单元反应构成的。 一般来说，原料预处理和产物分离主要由单元操作组成，化学反应步骤主要由单元反应构成。 (1)单元操作 具有物理变化特点的基本加工过程。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、了解单元操作与单元反应 单元操作发生的过程虽然多种多样，但从本质上一般分为三种，即通常所说的“三传”，见图2.2化工单元操作的三种传递过程。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、了解单元操作与单元反应 流体流动过程(动量传递) 涉及了流体流动及流体和与之接触的固体间发生的相对运动。例如流体输送、沉降、过滤、搅拌及固体的流态化等。 传热过程(热量传递) 涉及传热的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作。 例如蒸发、热交换等。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、了解单元操作与单元反应 传质过程(质量传递) 涉及物质通过相界面迁移过程的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作。 (2)单元反应(化学反应) 具有化学变化特点的基本加工过程。 化学反应是一种或几种物质经由化学变化转化为新物质的过程，而且总是伴随着能量的变化。它是化工生产的核心部分，决定着产品的收率，对生产成本有着重要影响。 化学反应的种类很多，主要有 :化合反应，分解反应，置换反应，复分解反应，聚合反应，加成反应等。 二、知识点梳理和重点概念复习 五、了解质量守恒定律 切记 :反应体系中物质的总质量保持不变。 在一个稳定的生产过程中，向系统或设备所投入的物料量等于所得产品量、过程的物料损失及积累之和，如图2.3所示(G表示质量)。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、了解能量守恒定律 (1)能量衡算 在一个稳定的生产过程中，向系统或设备输入的总能量等于输出的能量、损失的能量、转换掉的能量及积累的能量之和，如图2.4所示(Q表示能量)。 能量是守恒的，既不能创生，也不能消灭，只能从一种形式转变成另一种形式。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、了解能量守恒定律 (2)化学变化伴随着能量变化 化工物料在进行化学和物理变化的同时，一定伴随着能量的消耗、释放和转换。 能源的概念 能源是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的物质的统称。按基本形态可将能源分为: 一次能源：直接取自于自然界没有经过加工转换的各种能量和资源称之为次能源，也称天然能源。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、了解能量守恒定律 一次能源又分为再生能源和非再生能源两大类。再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、潮汐能等，它们在自然界可以循环再生。而非再生能源包括:煤炭、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、了解能量守恒定律 二次能源 由一次能源经过加工转换以后得到的能源称为二次能源，也称“次级能源”或“人工能源”。二次能源一般指电力、蒸汽、成品油等。例如，煤炭如果直接拿来燃烧，就是利用了一次能源;如果将煤炭用于发电，所产生的电能就是二次能源。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、了解能量守恒定律 化工生产需要大量的能源 生产装置需要大量的水、电、汽、气、冷等动力资源维持运行。图2.5为化工生产所需能源示意图。 二、知识点梳理和重点概念复习 七、认识化学过程中的平衡 (1)平衡的存在 例如:热量从热物体传向冷物体至两物体的温度相等为止:盐在一定温度下于水中溶解至溶液达到饱和状态为止。图2.6为平衡示意图(物理变化)。图2.7为平衡示意图(化学变化)。 物理和化学变化过程，都有一定的方向和限度。在一定条件下(化学反应中的正、逆反应速率相等时)，过程的变化达到了化学反应的限度，即达到了平衡状态。 二、知识点梳理和重点概念复习 七、认识化学过程中的平衡 (2)平衡的性质 动态性：化学反应达到平衡，表面上该反应似乎“停止”，但实际上正、逆反应仍在进行，只是两反应速率相等。 相对性：当条件发生变化时，平衡状态就会被破坏，平衡又变为不平衡。 可变性：平衡是暂时的，当条件发生变化时，原有的平衡状态被破坏并发生移动，直至在新的条件下建立新的平衡。 题目 1： 某化工反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，此反应（ ） A. 一定是吸热反应 B. 一定是放热反应 C. 可能是吸热反应也可能是放热反应 D. 无法判断 答案：A 解析：反应物总能量低于生成物总能量的反应一定是吸热反应。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 在化工生产中，对于单元操作和单元反应的说法正确的是（ ） A. 单元操作都是物理过程，单元反应都是化学过程 B. 单元操作和单元反应都只在化工生产初期进行 C. 单元操作和单元反应都不涉及能量变化 D. 单元操作和单元反应都不需要考虑质量守恒定律 答案：A 解析：B 选项，单元操作和单元反应贯穿化工生产整个过程；C 选项，单元操作和单元反应都可能涉及能量变化；D 选项，都需要遵循质量守恒定律。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 3： 下列物质属于化合物的是（ ） A. 石墨 B. 水蒸气 C. 液氧 D. 空气 答案：B 解析：A 选项石墨是由碳元素组成的单质；B 选项水蒸气是由氢和氧两种元素组成的化合物；C 选项液氧是由氧元素组成的单质；D 选项空气是混合物。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 4： 化工生产中产物分离常用的方法不包括（ ） A. 过滤 B. 蒸馏 C. 燃烧 D. 萃取 答案：C 解析：A 选项过滤可分离固体和液体；B 选项蒸馏可分离沸点不同的液体混合物；D 选项萃取可分离溶质在不同溶剂中溶解性差异大的物质，燃烧是一种化学反应，不是产物分离方法。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 5： 在能量衡算中，对于一个封闭系统，以下说法正确的是（ ） A. 系统与外界没有能量交换 B. 系统的总能量保持不变 C. 系统的内能不变 D. 系统的动能不变 答案：B 解析：对于封闭系统，系统与外界没有物质交换，但可以有能量交换，系统的总能量保持不变，但内能、动能可能会变化，比如系统内有做功或热传递会改变内能、动能等。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 6： 化学平衡状态的本质特征是（ ） A. 正、逆反应速率相等 B. 反应混合物中各组分的浓度相等 C. 反应混合物中各组分的浓度不变 D. 反应混合物中各组分的百分含量不变 答案：A 解析：化学平衡状态的本质特征是正、逆反应速率相等，C 选项和 D 选项中浓度不变、百分含量不变是化学平衡的表现，B 选项浓度相等不是平衡的特征。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 7： 对于反应 A + B = C，下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是（ ） A. 增加 A 的量 B. 将容器的体积缩小一半 C. 升高温度 D. 加入催化剂 答案：A 解析：如果 A 是固体，增加其用量对反应速率几乎没有影响；将容器体积缩小一半，若有气体参与反应，压强增大，反应速率增大；升高温度和加入催化剂都会改变反应速率。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 8： 在化工生产中，如果一种反应体系中存在化学平衡，下列说法错误的是（ ） A. 改变条件可以使平衡发生移动 B. 平衡时正反应速率和逆反应速率相等 C. 平衡时反应物和生成物的浓度一定相等 D. 平衡时反应混合物中各组分的百分含量保持不变 答案：C 解析：平衡时正反应速率和逆反应速率相等，改变条件如温度、压强、浓度等可以使平衡移动，平衡时反应混合物中各组分的百分含量保持不变，但反应物和生成物的浓度不一定相等。 选择题 三.真题或常考题讲解 1.由____元素组成的纯净物叫做化合物。 答案：两种或两种以上。 解析：这是化合物的定义，与单质相区别，单质是由一种元素组成的纯净物。 2.化工生产中原料预处理常见的方法有粉碎、____、干燥等。 答案：筛选（或除杂等合理答案）。 解析：筛选可以去除原料中的杂质，使原料更纯净，有利于后续反应。 填空题 三.真题或常考题讲解 3.单元反应主要是指化工生产中的基本____类型。 答案：化学反应。 解析：例如氧化、还原、加成等反应类型。 4.在化学反应中，反应前后原子的____、数目和质量都不变。 答案：种类。 解析：原子是化学变化中的最小粒子，化学变化前后原子种类不变。 填空题 三.真题或常考题讲解 1.由不同种元素组成的物质一定是化合物。（ ） 答案：错误。 解析：由不同种元素组成的物质可能是混合物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。 2.分解反应不 一定有单质生成。（ ） 答案：正确。 解析：例如碳酸分解生成二氧化碳和水，没有单质生成，分解反应是一种物质生成多种物质的反应。 判断题 三.真题或常考题讲解 3.根据质量守恒定律，5g 冰融化后得到 5g 水，这是因为该变化是化学变化。（ ） 答案：错误。 解析：冰融化是物理变化，质量守恒定律适用于化学变化，但此例中质量不变是因为物质的质量在物理变化中也具有守恒性，这里没有新物质生成。 4.因为能量守恒，所以在一个孤立系统中，能量不需要外界输入就能永远持续转化。（ ） 答案：错误。 解析：虽然能量守恒，但能量的转化具有方向性，有些能量转化过程是不可逆的，若没有外界能量输入，能量转化最终会停止。 判断题 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 1.简述化学学科研究的主要内容。 答案：化学是在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的一门基础自然科学。包括研究物质是由哪些元素组成，原子如何结合形成分子或物质的结构如何，物质具有哪些物理和化学性质，物质在不同条件下会发生怎样的变化，以及这些知识在各个领域的应用，比如在材料、医药、环境等方面。 简答题 四.课内练习及讲评 2.举例说明什么是原料预处理在化工生产中的作用和常见方法。 答案：原料预处理在化工生产中至关重要，它可以使原料符合化学反应的要求，提高反应效率和产品质量等。例如，在以矿石为原料生产金属时，需要对矿石进行粉碎，增大矿石与反应物的接触面积，使反应更充分；对于含有杂质的原料，要进行筛选、除杂等操作。常见的原料预处理方法有粉碎、筛选、干燥、溶解等。干燥可以去除原料中的水分，防止水分对反应产生不良影响；溶解某些原料可以使其更好地参与反应。 简答题 四.课内练习及讲评 3. 请阐述质量守恒定律在化学反应中的微观解释。 答案：在化学反应中，原子是化学变化的最小粒子。质量守恒定律的微观本质是反应前后原子的种类、数目和质量都不变。化学反应只是原子之间的重新组合，在这个过程中，没有原子的产生或消失。例如，氢气在氧气中燃烧生成水，反应前氢原子和氧原子的种类、数目和质量在反应后依然保持不变，只是它们重新组合形成了水分子。 简答题 四.课内练习及讲评 4.简述能量守恒定律在化学变化中的体现。 答案：能量守恒定律在化学变化中表现为化学变化总是伴随着能量变化，能量不会凭空产生或消失，只是从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。例如，在燃烧反应中，化学能转化为热能和光能释放出来；在电解水的反应中，电能转化为化学能储存起来。化学变化中的能量变化形式多样，常见的有热能、光能、电能等的相互转化。 简答题 重点复习知识点： 1.化学的基本概念：化学是在分子、原子水平上对物质进行研究的科学，它涵盖了物质的组成、结构、性质和变化规律等内容。 2.化学反应这一化学：它与物理变化的本质区别在于有新物质生成。我们认识了常见的化学反应类型，这些类型展示了不同物质在反应过程中的转化模式，为进一步理解化学变化的多样性奠定了基础。 3.原料预处理：在化工生产中，原料预处理是保障后续反应顺利进行的关键步骤。 4.质量守恒定律：在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$