課題1 ：化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能： 以硫酸工業(yè)為例，了解化工生產(chǎn)中的一些基本問(wèn)題。知道生產(chǎn)硫酸的主要原理、原料、流程和意義。過(guò)程與方法：了解從理論研究成果到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的過(guò)程。學(xué)會(huì)將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀： 樹(shù)立合理利用自然資源、節(jié)約能源的觀點(diǎn)。培養(yǎng)既會(huì)獨(dú)立思考，又能與人合作的能力。二、教學(xué)重點(diǎn)化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題；工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)原理；平衡移動(dòng)原理及其對(duì)化工生產(chǎn)中條件控制的意義和作用三、教學(xué)難點(diǎn)化工生產(chǎn)過(guò)程中的基本問(wèn)題；工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)原理四、教學(xué)方法       討論探究 多媒體五、課時(shí)安排       2課時(shí)六、教學(xué)過(guò)程課程引入]一個(gè)生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)，涉及許多問(wèn)題。如化學(xué)反應(yīng)原理、原料選擇、能源消耗、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝流程、環(huán)境保護(hù)以及綜合經(jīng)濟(jì)效益等等。本節(jié)課我們就以硫酸工業(yè)為例，了解化工生產(chǎn)中的一些基本問(wèn)題。投影]硫酸可以用來(lái)制化肥，如磷肥、氮肥等?？梢栽诮饘偌庸ず徒饘僦破冯婂円郧?，除去金屬表面的氧化物膜，可以制取許多有實(shí)用價(jià)值的硫酸鹽，如硫酸銅、硫酸亞鐵等，還可用于精煉石油，制造炸藥、農(nóng)藥、染料等，實(shí)驗(yàn)室中常用作干燥劑。設(shè)疑]硫酸有那么多用途，工業(yè)上是如何生產(chǎn)的呢？請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)過(guò)的硫及其氧化物知識(shí)，討論生產(chǎn)硫酸的原理。學(xué)生討論并歸納]生產(chǎn)H2SO4 的主要化學(xué)過(guò)程可以分為SO2 的生成和SO2轉(zhuǎn)化為SO3兩個(gè)階段。提問(wèn)]如果以硫磺為原料制硫酸，你能試著用方程式表示制硫酸的反應(yīng)原理嗎？交流討論并歸納板書]一.依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理確定生產(chǎn)過(guò)程：以硫?yàn)樵现苽銼O2S(s)+O2 (g)﹦ SO2 (g) (放熱反應(yīng))利用催化氧化反應(yīng)將SO2氧化成SO32SO2 (g)+O2 (g)2SO3 (g) （放熱反應(yīng)）三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸SO3(g)+H2O(l)=H2SO4 (l) （放熱反應(yīng)）按照上述反應(yīng)原理，工業(yè)制硫酸主要分為造氣、催化氧化和吸收三個(gè)階段。 講述]知道了生產(chǎn)硫酸的原理，那我們就一起學(xué)習(xí)生產(chǎn)中原料的選擇。板書]二.生產(chǎn)中的原料選擇設(shè)疑]為什么不主張用黃鐵礦作為原料，而要選擇硫磺？討論歸納]由于生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物太多，處理成本高，所以選擇硫磺、空氣和水作為生產(chǎn)硫酸的原料。投影]硫酸生產(chǎn)的主要設(shè)備講述]在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)反應(yīng)是在一定條件下進(jìn)行的，所用儀器比較簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度不高，而在我們的工業(yè)生產(chǎn)中需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的反應(yīng)條件?，F(xiàn)在同學(xué)們根據(jù)反應(yīng)原理，閱讀教材P6-7思考與交流，然后歸納該生產(chǎn)過(guò)程的適宜條件。閱讀討論] 1．從表1-1和表1-2可以看出，溫度越低、壓強(qiáng)越大，越有利于SO2的生成，但壓強(qiáng)的影響不是很大。2．思路：低溫時(shí)有利于SO2的轉(zhuǎn)化，但考慮催化劑活性，溫度不能太低。高壓有利于SO2的轉(zhuǎn)化，但試驗(yàn)表明增大壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高并不大，而且考慮設(shè)備、成本和能源消耗問(wèn)題，壓強(qiáng)不應(yīng)很高，可以考慮常壓。而反應(yīng)過(guò)程中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫需要氧氣，所以應(yīng)該有充足的空氣（對(duì)此問(wèn)題學(xué)生可能會(huì)有不同的回答，教師可引導(dǎo)學(xué)生討論，最后給出實(shí)際結(jié)果）講述板書]三.生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制          硫酸生產(chǎn)中的適宜條件：         (1)低溫(400~500℃)(2)常壓(3)適當(dāng)過(guò)量的空氣設(shè)疑]當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)完成后，我們還應(yīng)該注意什么問(wèn)題？學(xué)生]要注意保護(hù)環(huán)境，處理反應(yīng)中產(chǎn)生的廢棄物。講述]很好，現(xiàn)在我們一起來(lái)處理該反應(yīng)產(chǎn)生的三廢。首先是尾氣處理，應(yīng)該怎么吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化硫？分析并板書]四.生產(chǎn)中的三廢處理：1.尾氣吸收： 2.污水處理：用石灰漿(Ca(OH)2或石灰石粉中和酸性廢液。Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸鈣可制建材用的石膏板。        3.廢渣處理：分離后循環(huán)利用,剩下的作鋪路用的瀝青或用于制磚。講述]我們應(yīng)該注意的是還可以充分利用反應(yīng)中產(chǎn)生的能量。硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能(工廠里把它們叫做“廢熱”)以降低生產(chǎn)成本。在實(shí)際的化工廠生產(chǎn)過(guò)程中我們還應(yīng)該充分考慮其他各方面的因素，如廠址選擇、交通、人力等因素。七、課堂小結(jié)1. 工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個(gè)三” :三種原料:三個(gè)反應(yīng):三個(gè)生產(chǎn)過(guò)程:三個(gè)主要設(shè)備:硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)適宜條件:2. 硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法：八、課后作業(yè)：教材P21課外拓展： 一.酸雨（1） 酸雨的定義一般認(rèn)為,酸雨是由于燃燒高硫煤排放的二氧化硫等酸性氣體進(jìn)入大氣后,造成局部地區(qū)大氣中的二氧化硫富集,在水凝結(jié)過(guò)程中,溶解于水形成亞硫酸,然后經(jīng)某些污染物的催化作用及氧化劑的的氧化作用生成硫酸,隨雨水降下形成酸雨.酸雨的pH值一般少于5.6.（2） 酸雨的危害對(duì)人體健康的直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引起肺水腫等疾病而使人致死.引起河流、湖泊的水體酸化,嚴(yán)重影響水生動(dòng)植物的生長(zhǎng).破壞土壤、植被、森林.腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料.滲入地下,使水中鋁、銅、鋅、鎘的含量比中性地下水中高很多倍.（3） 酸雨的治理二氧化硫污染大氣的罪魁——煤，平均含硫量約為2.5%-3%。為治理煤燃燒時(shí)造成的二氧化硫污染，一種辦法是事先從煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黃鐵礦（FeS2）的形態(tài)存在；這樣的煤以脫硫工藝處理后其含硫量可降低到約為1%。大部分的煤中還含有較多的有機(jī)硫化合物，這樣的煤以脫硫平均只能除去原含硫量的約40%。 二．硫酸廠選址的因素 （1）化工廠選址的因素一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代化工生產(chǎn)要求有較大的生產(chǎn)規(guī)模。化工廠廠址選擇是很復(fù)雜的問(wèn)題，涉及原料、水源、能源、土地供應(yīng)、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)和市場(chǎng)需求等諸多因素，應(yīng)對(duì)這些因素綜合考慮，權(quán)衡利弊，才能作出合理的選擇。化工廠廠址選擇一般應(yīng)考慮下列因素：①是否有市場(chǎng)需求；②是否接近原料供應(yīng)地；③土地供應(yīng)是否充足；④水源是否充足；⑤能源是否充足且廉價(jià)；⑥交通運(yùn)輸是否方便；⑦能否達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求。上述這些因素必須在遵循科學(xué)原則的基礎(chǔ)上，著重考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益，即要求最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。（2）硫酸廠選址的因素由于硫酸是腐蝕性液體，不便貯存和運(yùn)輸，因此要求把硫酸廠建在靠近硫酸消費(fèi)中心的地區(qū)，工廠規(guī)模的大小，主要由硫酸用量的多少?zèng)Q定；硫酸廠廠址應(yīng)遠(yuǎn)離水源和河流的上游，以免工廠的污水污染水源；也不要設(shè)置在城鎮(zhèn)和居民區(qū)盛行風(fēng)向的上風(fēng)地帶，以免工廠排放的大量煙塵和有害氣體污染城鎮(zhèn)的水源和大氣等。三.廢熱利用硫酸工業(yè)三個(gè)生產(chǎn)階段的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)充分利用放出的熱量，減少能耗。第一階段黃鐵礦燃燒放出大量的熱，通常在沸騰爐處設(shè)廢熱鍋爐，產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽可用于發(fā)電，產(chǎn)生的電能再供應(yīng)硫酸生產(chǎn)使用（如礦石粉碎、運(yùn)輸，氣流、液流等動(dòng)力用電）。第二階段二氧化硫氧化放熱可用于預(yù)熱原料氣，生產(chǎn)設(shè)備叫熱交換器，原料氣又將三氧化硫降溫，再送入吸收塔。  

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