能量的充分利用特级教师教学实录

化工生产过程中的基本问题

能量的充分利用教学设计

望奎县第一中学

尹伟东

一、教学目标

知识与技能： 1、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。

2、知道生产硫酸的主要原理、流程和能量如何充分利用。

3、学会无机化工流程题的解题思路和方法。

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。使能量充分利用。

2.培养既会独立思考，又能与人合作的能力。

二、教学重点

化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理；能量的充分利用及其在化工生产中意义和作用。

三、教学难点

化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理，能量的充分利用。

四、教学方法

讨论探究

、多媒体

五、课时安排 1课时

六、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、能源消耗、能量充分利用、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，了解能量的充分利用。

[播放动画]工业制硫酸流程图、工业制硫酸简易流程图。

[设疑]工业制硫酸如何生产的呢？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。

[交流讨论并归纳] 依据化学反应原理确定生产过程

1. 以硫或黄铁矿为原料制备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。

[讲述]知道了生产硫酸的原理，那我们就一起学习生产中能量的充分利用。

[讲述板书] （一）、硫酸工业中能量的充分利用

低温SO2与空气的混合气体进入接触室时，在热交换器的外管中流动，从塔顶进入第一个催化剂层，然后进入热交换器内管，最终生成的SO3通过内管从塔底流出接触室。通

过这样的热交换把反应时生成的热传递给进入接触时需要预热的气体。

[学生讨论并归纳]

在沸腾炉旁设置蒸汽锅炉进行发电。在接触室中设置热交换器,一方面预热反应原料气,另一方面控制催化氧化的适宜温度。在接触室附近加装供暖设备提高劳动福利或创造经济效益。

[总结]

硫酸厂生产中的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能源。

[提问]汽车中有能量的充分利用吗？

[讲述板书] （二）、新能源汽车中能量的充分利用

[设疑]汽车刹车时能量浪费了？如何回收利用？

[讨论归纳]能量回收系统：在电动车中，当驱动停止时汽车车轮带动“发电机”向蓄电池充电，以此来实现能量回收，大大增加续航能力。

[播放]特斯拉、比亚迪、F1赛车

[讲述]

能量回收系统是起源于F1赛事的一种辅助设备。原理其实很简单，将刹车时本会被白白费掉的能量收集储存起来，在适当的时候再释放出去。

[讲述板书] （三）、海洋能源中能量的充分利用

1、风能

[讨论]海上风力发电的优点和缺点。

[归纳总结]优点：海上吹程长，摩擦力小，风速大。学过物理的都知道能量和速度的二次方成正比；所以如果海上风速是陆地上的1.5倍，输出功率则2倍多。海上可以安装更大型的装置；船能运输、吊装更大的机组，近海风场往往距离沿海人口密集地区较近，减少了电力运输的损耗不会占用陆地的宝贵资源，尤其是西欧、东亚的沿海人口密集地区。

缺点：成本仍然较高，甚至还高过陆上风电，毕竟浮体风机技术还不太成熟。安装、维护成本高。所有风电都存在的问题，譬如并网。

2、波浪能

[看图归纳总结] 3、潮汐能

4、温差能

[阅读讨论] 人体生物能发电还有其它形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从板上走过时，体重压在板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，使与之相连的发电机启动。

[讲述板书] （四）、人体中能量的充分利用

(1)化学物质发电

(2)重力势能发电

(3)热能发电

(4)运动发电

[归纳总结] 人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，使会为我们的社会节约更多的能源，希望这种新型的能源会越来越多的造福于人类。

[设疑]工业余热有那些？回收的意义？

[学生]化学反应余热等等

[分析并板书] (五)、余热回收的三种形式

1、热交换技术

2、利用热功转换技术

3、吸收式余热制冷机组技术

我国工业余热量大、面积广。根据不同企业余热种类、温度、热能，结合自身生产条件、企业应定制适合自身的解决方案，实现低能耗，并持续产生利润收益。

[分析实例]水泥厂、纺织厂余热回收的综合经济效益。

七、课堂小结

1、硫酸工业中能量的充分利用。

2、新能源汽车中能量的充分利用

3、海洋能源中能量的充分利用

4、人体中能量的充分利用

5、余热回收的三种形式

八、课后作业

九、课外拓展

原电池的形成条件

海洋资源的充分利用