2019-2020年高中化学 第一单元 走进化学工业学案 新人教版选修2

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1、2019-2020年高中化学第一单元走进化学工业学案新人教版选修2【第一课时】课题一化工生产过程中的基本问题学习目标：1．以硫酸工业为例了解化工生产中的基本问题；2．通过调查，分析和讨论交流等途径认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强创新意识。学习重点：如何利用化学原理解决化工生产过程的相关问题。学习难点：1．如何利用化学原理解决化工生产过程的相关问题。2．如何从环保角度和经济角度思考化工生产的问题，真正做到化工生产与人、环境的和谐。一、依据化学反应原理确定生产过程化学生产过程中的基本问题1.依据化学反

2、应原理确定生产过程反应条件、设备选择、废热利用…2.生产中原料的选择原料的净化、成本问题、设备的规模、生产的流程长短…【复习巩固】硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种______色,______挥发,______溶于水的______状液体。浓硫酸溶于水时会放出______。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.(2)化学性质:浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.【思考:】(1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸?(一)硫酸工业生产

3、的原理思考:1、自然界中存在的含硫的物质有哪些?2、这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?（写出化学方程式）（二）工业上制硫酸主要分_________个生产过程.第一步：造气——燃烧硫磺或硫铁矿制得二氧化硫第二步：催化氧化——二氧化硫氧化生成三氧化硫第三步：吸收——SO3的吸收，工业中通常用代替水来吸收SO3(三)硫酸工业生产的三个主要设备_________，_________，_________硫酸工业生产的三中原理：平衡移动与化学反应速率原理；热交换原理；逆流原理。二、生产中原料的选择在工业生产中

4、选择原料除依据化学反应原理外，还有许多因素要考虑，如厂址选择（硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境要求较高的地区）、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、预处理成本及环境保护等。学生阅读书第5页【思考与交流】三、生产中反应条件的控制化学平衡1、可逆反应的正、逆反应速率相同,反应物和生成物的浓度不再发生变化2、可逆反应的反应物转化为生成物的百分率——转化率可通过改变反应条件加以调控3、勒夏特列原理：改变影响化学平衡的一个条件(如浓度,温度,压强等),平衡就向能减弱这种改变的

5、方向移动.例如：硫酸工业生产的适宜条件（阅读书第6页思考与交流）:(1)温度：(2)压强：(3)催化剂：(4)适当过量的空气四、生产中的三废（废气、废液、废渣）处理1、尾气处理：例：如何处理尾气中的SO2?2、污水处理：例如何处理废水中的酸性物质?3、废渣的利用：例如何利用废渣和生产过程中的产生的大量热能?五、能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置

6、。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。【小结:】化工生产过程:v(1)确定化学反应原理v(2)选择原料v(3)选择设备和工艺流程v(4)三废处理(环境保护)v(5)能源的利用(综合经济利益)v(6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）六、多步反应计算的解题技巧（1）关系式法：先写出多步反应的化学方程式（要配平），然后找出反应物和生成物之间的（物质的量或质量）关系之比，列出关系式，即可一步计算。例如：FeS2——H2SO4

7、（2）元素守恒法：原料中某一关键元素理论上若全部转化入产物中，则该元素的实际原子在反应物和生成物中原子守恒。例如：S——H2SO4【第二课时】课题二人工固氮技术——合成氨学习目标：1、了解合成氨对人类社会发展的重要意义。2、通过实验学习合成氨反应原理，利用化学反应速率，化学平衡移动原理分析和讨论合成氨适宜反应条件。3、结合合成氨的基本生产过程及合成氨工业发展，帮助学生理解实际生产中问题学习重点：学习合成氨的特点、合成氨适宜条件的选择学习难点：学习合成氨的特点、合成氨适宜条件的选择【复习提问】选择生产条件

8、时主要考虑的几个因素（1）尽可能提高反应混合物中所需物质的百分含量；（2）尽可能缩短反应到达平衡所需要的时间；（3）尽可能降低对耐高温设备所需材料的要求。(4)符合绿色化学理念(一是注意环境保护二是原子利用率接近百分之百)[设立情景]神秘的魔鬼谷在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。N2+O2====2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O