依据化学反应原理确定生成过程教学实录

第一单元课题1

化工生产过程中的基本问题

学案

第一课时

课程标准解读

内容解读

1.以硫酸生产为例，了解化工生产过程中应该解决的基本问题；

2.掌握接触法制硫酸的化学反应原理，了解其生产过程与典型设备；

3.了解防止硫酸工业“三废”造成污染和“废热”利用的初步知识；

能力解读

1.能依据化学反应原理确定生产过程；原料的选择；条件的控制；“三废”的处理；能量的利用；

2.会分析判断工业制硫酸等化工生产中的化学反应原理问题；

3.认识环保与节约的意义，强化环保意识；

相关知识回顾

1.氧化还原反应的基本概念：（以铜与浓硫酸反应为例说明）

2.化学反应速率的影响因素：

3.回忆SO2、硫酸的重要性质（方程式）

自主学习与小组交流

（通过阅读课本与小组交流讨论，完成下列问题）

一、依据化学反应原理确定生产过程

1.化工生产与化学反应的关系

化工生产是以

为依据，以

为基础的。任何生产的完成都要符合化学反应规律。

2.确定化工生产反应原理与过程的一般方法

对于某一具体的化工产品，研究生产过程要从产品的

、

来考虑，确定原料和生产路线。

3.工业制备硫酸的案例研究

（1）采用的原料应该是自然界中的含

物质，如

、

。

（2）生产过程中，要先使硫元素转化成

，再把

转化成

，再与水反应制得

。

4.思考与交流：工业生产上制备硫酸的基本原理

（1）以S为原料制备SO2

化学反应方程式

，

（2）利用催化氧化反应将SO2

氧化成SO3

化学反应方程式

，

（3）三氧化硫转化成硫酸

化学反应方程式

，

特征：以上反应均属于

热（放、吸）反应；

区分：淘汰黄铁矿生产的原因：

注意：SO3吸收剂的选择及原因：

5.工业制硫酸主要生产流程（见课本P5）

造气→催化氧化→吸收

注意：净化干燥的目的是

；

二、生产中原料的选择

1.思考与交流：我国生产硫酸需考虑的问题

（1）从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用

制硫酸优于用

制硫酸。

（2）我国天然硫资源

，而且开采条件

。

（3）我国黄铁矿储量比天然硫要

。

（4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程

、设备

、三废

少，劳动生产率

，易于设备

。

（5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸

，

问题与探讨

（自主学习与小组合作交流后仍存在的需课堂解决的问题）

课后巩固提高

1.在以下条件下，宜于建硫酸厂的城市是（

）

A.A城市郊区有丰富的黄铁矿资源，水源、能源充足

B.B城市是一座风光秀丽、空气清新的旅游城市

C.C城市有丰富的磷灰石，拟建一座大型的磷肥厂

D.D城市需使用硫酸的工业不多，却有丰富的黄铁矿资源

2.“绿色化学”的最大特点在于它在始端就采用实现污染预防的科学措施，因而过程和终端均接近或达到零排放或零污染。下列措施属于“绿色化学”范畴的是（

）

A.治理工业“三废”

B.合理使用农药

C.杜绝使用化肥

D．将原料中的每个原子充分利用，尽可能转化为产物

3.二氧化硫是常见的大气污染物之一，我国规定空气中二氧化硫含量不得超过0.02 mg/L，下列措施中不能减少二氧化硫排放量的是（

）

A、用天然气代替煤炭做民用燃料

B、提高热能利用率

C、硫酸厂采用更好的催化剂使SO2转化SO3

D、燃煤中加入生石灰后使用

4．接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是(

) A．洗涤、干燥、除尘

B．干燥、除尘、洗涤

C．除尘、洗涤、干燥

D．干燥、洗涤、除尘

5. 工业制硫酸中，进入接触室的气体必须净化、干燥，其主要原因是（

）

A．防止催化剂中毒

B．提高反应效率

C．提高SO2转化率

D．防止环境污染

6、把1.0 g含脉石（SiO2）的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全后得0.78g残渣，则此黄铁矿的纯度是（

）

A．33％

B．66％

C．78％

D．88％

7．工业上用接触法制取硫酸过程中，硫铁矿在沸腾炉中燃烧的化学方程式是

，该反应中氧化剂是__________，还原剂是__________，被氧化的元素是__________，被还原的元素是______。

第一单元课题1

化工生产过程中的基本问题

学案

第二课时

课程标准解读

内容解读

了解化学平衡移动的影响因素；掌握平衡移动原理。

能力解读

1.能依据化学反应速率与化学平衡原理结合工业生产综合选择化学反应条件

2.学会运用质量守恒和关系式法解题的步骤。

相关知识回顾

1.可逆反应的概念：

2.化学平衡的概念：

自主学习与小组交流

（通过阅读课本与小组交流讨论，完成下列问题）

三、生产中反应条件的控制

1、硫酸工业生产的三个主要设备是

、

、

。2、平衡移动原理

资料卡片

你来试一试：

（1）浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物判断在一定条件下的密闭容器中，

浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反反应SO2 + O2

SO3（正反应

应方向移动。

（2）压强：对于反应前后气体体积数不变的可逆放热）达到平衡后，改变下列条件，

反应；改变压强，平衡不移动；对于平衡移动的方向。

应前后气体体积数变化的可逆反应；增大压强，平衡向气体体积数减小的（1）体积不变，增加SO2物质的量；

方向移动；减小压强，平衡向气体体（2）体积不变，增加O2物质的量；

积数增大的方向移动。

（3）温度：升高温度，平衡向吸热反应的方向移（3）体积不变，增加SO3物质的量；

动；降低温度，平衡向放热反应的方（4）体积不变，加入稀有气体；

向移动。

（4）平衡移动原理：改变影响化学平衡的一个条（5）向体系加压，使体积减半；

件（浓度、温度、压强），平衡就向减（6）将体系温度升高20℃。

弱这种改变的方向移动。

3、阅读P6表1-1,思考：温度较____时,越有利于SO2转化为SO3。

二氧化硫催化氧化的反应方程式 ，属 热反应。思考：是否温度越低越有利于SO2

转化为SO3 ? 提示：应选择温度:(1)适当加热(400~500℃) 注意：工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性。

4、阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____

思考：是否压强越高越好? 提示：应选择压强：常压

注意：工业生产中压强的选择：往往还要考虑成本和能量消耗等问题。

条件改变的影响

浓度

温度

压强

催化剂

四、生产中三废处理

1.如何处理尾气中的SO2? 工业：SO2Ca(OH)2反应速率

化学平衡

实际生产

CaSO3H2SO4SO2（重新利用）

主要反应式

、

。

实验室：SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O 2.如何处理废水中的酸性物质? 用中和法。（加入氨水或石灰水）

五、能量的充分利用

1.生产1t硫酸需消耗

的电能，硫酸生产的三个过程都是

反应，生产1t硫酸放出的反应垫相当于

的电能。这些废热的利用，可以向外界输出大量

，大大降低生产

。

2.可以利用SO2氧化成SO3时放出的热量用来预热

。

问题与探讨

（自主学习与小组合作交流后仍存在的需课堂解决的问题）

课后巩固提高

1、下列说法正确的是（

）

A．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气

B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥

C．从沸腾炉中排出的炉渣可作为肥料

D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO3

2．欲除去CO2气体中含有的SO2气体，应选用的试剂是（

）

A．品红

B．NaHCO3饱和溶液

C．Na2CO3溶液

D．烧碱溶液

3．有关SO2的叙述正确的是(

) A．SO2不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色

B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2 C．实验室可用启普发生器制取SO2

D．用石灰水很容易区分CO2和SO2

4、SO2是重要的大气污染物，大量SO2主要来源

,SO2不但本身污染大气，它在大气中经尘粒催化，与水、氧气作用，形成危害更大的酸雨，形成酸雨的有关化学方程式为：

。

5．火力发电厂常用熟石灰吸收煤燃烧产生的SO2气体，并回收制得有用的石膏（CaSO4·2H2O）。有关反应的化学方程式为

、

。

6、某硫酸厂每天用含FeS260％的硫铁矿500 t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5％的硫，SO2的转化率为90％。每天能生产98％的硫酸多少吨？