生产中反应条件的控制教案公开课一等奖

《选修2》第一章

第一节

化工生产过程中的基本问题

之

化学反应条件的控制

【

教学目标 】

【

知识与技能

】 1.

以硫酸工业为例，了解化工生产中确定化学反应条件的一般思路和方法。

2.

知道生产硫酸的主要原理与控制反应条件的关系和作用。

【

过程与方法

】

1.

了解从理论研究成果到现实生产的过程。

2.

学会将所学的知识应用于实际的方法。

【

情感态度与价值观

】： 1.

树立合理利用自然资源、节约能源的观点。

2.

培养既会独立思考，又能与人合作的能力。

【

教学重点

】

平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用

【

教学难点

】

由生产硫酸的主要原理确定反应条件的思路和方法

【

教学方法

】

讨论探究

多媒体

【

教学过程

】

[课程引入]一个生产工艺的实现，涉及许多问题。如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、工艺流程、环境保护以及综合经济效益等等。本节课我们就以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题----- 反应条件的控制。

[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。

[设疑]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。

[学生讨论并归纳]生产H2SO4 的主要化学过程可以分为SO2 的生成和SO2转化为SO3两个阶段。

[提问]如果以硫磺为原料制硫酸，你能试着用方程式表示制硫酸的反应原理吗？

【

交流讨论并归纳板书

】

一.依据化学反应原理确定生产过程：

1.

以硫为原料制备SO2 ：S(s)+O2(g) ﹦ SO2(g) (放热反应) 2.

利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3 ：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) （放热反应）

3.

三氧化硫转化为硫酸：SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) （放热反应）

按照上述反应原理，工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。

98%硫酸

空气

SO2 造气

（制SO2）

净化

干燥

催化反应室，400-500℃，常压，催化剂

发烟

硫酸

水

SO3 98%硫酸

贮存室

吸收塔

稀释室

[讲述] 知道了生产硫酸的原理，那我们就一起学习生产中原料的选择。

[板书]

二. 生产中的原料选择

[设疑] 为什么不主张用黄铁矿作为原料，而要选择硫磺？

[讨论归纳] 由于生产过程中产生的废弃物太多，处理成本高，所以选择硫磺、空气和水作为生产硫酸的原料。

[投影] 硫酸生产的主要设备

[讲述]

在实验室化学反应是在一定条件下进行的，所用仪器比较简单，自动化程度不高，而在我们的工业生产中需要根据实际情况来选择合适的反应条件。现在同学们根据反应原理，阅读教材P6-7思考与交流，然后归纳该生产过程的适宜条件。

[阅读讨论] 1．从表1-1和表1-2可以看出，温度越低、压强越大，越有利于SO2的生成，但压强的影响不是很大。2．思路：低温时有利于SO2的转化，但考虑催化剂活性，温度不能太低。高压有利于SO2的转化，但试验表明增大压强，SO2的转化率提高并不大，而且考虑设备、成本和能源消耗问题，压强不应很高，可以考虑常压。而反应过程中二氧化硫转化为三氧化硫需要氧气，所以应该有充足的空气（对此问题学生可能会有不同的回答，教师可引导学生讨论，最后给出实际结果）

[讲述板书]

三.生产中反应条件的控制

硫酸生产中的适宜条件：

(1)低温(400~500℃) (2)常压

(3)适当过量的空气

【

课堂小结

】

1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” :

三种原料、三个反应、三个生产过程、三个主要设备: 硫酸工业生产的三个适宜条件: 【

课后作业

】

教材P21