生产中反应条件的控制名师教学设计

生产中反应条件的控制

教学设计

生产中反应条件的控制是人教版高中化学《选修2 化学与技术》第一单元

走进化学工业

课题1 化工生产过程中的基本问题

中的内容。教学中将该内容安排在《选修4 化学反应原理》之后，有助于加深学生对化学反应速率和化学平衡的原理性知识在改进人类生产生活方面的应用价值的体会。能培养学生科学认知世界和改造世界的观念。

教学目标

通过生产中反应条件的控制学习，感受化学原理在实践中的应用。体会变化观念与平衡思想在生产中的应用价值。

通过建立模型，感知硫酸工业和合成氨中生产条件的控制。

激发学生的学习兴趣，培养学生从微观角度理解化工生产中条件的控制，培养学生严谨求学、勤于思考的态度。

教学重难点

化学反应条件的控制

化学反应速率与化学平衡在调节产量和产率中的协调作用

教学方法

数据比较法

分析法

教学过程

教学环节

导课

教学活动

PPT投影合成氨工厂照片，介绍化学史上两位化学家因为研究合成氨工业生产过程中条件的控制而获得诺贝尔化学奖的故事。

设计意图

导课，激发学生的学习兴趣

板书

课题1 化工生产过程中的基本问题

——生产中反应条件的控制

1、合成氨条件选择与控制

目的：单位时间获得NH3的产量

依据：化学反应速率与化学平衡原理

方向：温度、浓度、压强、催化剂等

问题导学

请从化学反应原理角度分析在研究合成氨工业生产条件的控制过程中科学家可能解决的是一些什么问题？

启发学生的思考，从化学反应速率和化学平衡角度思考问题

新知学习

学生讨论分析可能的研究方向，并给出结论

让学生主动参与课堂，积极思考

铁触媒做催化剂、400-500◦C、10-30MPa 2、工业生产中条件的控制分析方向

（1）速率

（2）平衡（转化率）

（3）原料成本

（4）工艺生产条件

新知应用

投影硫酸工业中接触氧化环节（2SO2(g) ＋O2(g)

通过实2SO3(g)

∆H<0

验采集）条件的选择

数据的表一

不同温度下

SO2的平衡转化率

分析，合理选温度/C

400

450

475

500

525

550

575

600

1000

择工业转化率99.2

97.5

95.8

93.5

90.5

85.6

79.9

73.7

5.0

生产的/%

条件，

表二

不同温度下压强对SO2的平衡转化率的影响

有助于

压强

学生用转化率

0.1MPa 0.5MPa 1MPa 10MPa 科学的温度

思维分400C 99.2% 99.6% 99.7% 99.9% 析实际500C 93.5% 96.9% 97.8% 99.3% 问题

◦◦◦600◦C 73.7% 85.8% 89.5% 96.4% 小结

生产中条件的控制应多方面综合分析，除从速率、转化率角度进行分析外，还需要关注成本、原料、反应釜的耐压能力等。只有用科学的思维综合分析才能选出合适的工业生产条件。

【例题节选1】

【2017全国卷】27. Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。工艺流程如下：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________。（答案：100℃、2h，90℃，5h）

练习

通过试

题中涉及“生产中反应条件的控制”考点讲练，体会对反应条件

控制在【例题节选2】高铁酸钾(K2FeO4）是新型多功能水处理剂。中学化其生产工艺如下：(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高学学习铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下，不同质量中的重浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响；图2为一定温度要性。

下，Fe(NO3)3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4的生成率的影响。

工业生产中最佳温度为___，此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为__。（答案：26℃，6:5）

【例题节选3】辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2) 。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示：

(2)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是________（答案：温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小

）

（略

见PPT）

总结

化工生产中条件的控制不仅能提升产量，节约成本，还可以优化生产工艺，降低污染，换我们一个绿水青山！

教学反思：

将课本中的化学原理知识应用到实际工业生产中，在激发学生学习兴趣的同时，培养了学生科学的思维能力。通过课堂上学生的学习状态来看，效果非常好！让学生真切地感受到化学知识的魅力。再通过试题中对生产中条件的控制考查，回到高中教学，让学生在感受知识的实用价值的同时，重视对知识点的学习和深度理解。