人教版高中化学教案 选修二 1.1 化工生产过程中的基本问题.doc 64.00 KB
人教版高中化学教案 选修二 1.2 人工固氮技术-合成氨.doc 48.50 KB
人教版高中化学教案 选修二 1.3 纯碱的生产.doc 178.50 KB
人教版高中化学教案 选修二 2.1 获取洁净的水.doc 50.50 KB
人教版高中化学教案 选修二 2.2 海水的综合利用.doc 59.00 KB
人教版高中化学教案 选修二 2.3 石油、煤和天然气的综合利用.doc 58.50 KB
人教版高中化学教案 选修二 3.1 无机非金属材料的主角-硅.doc 681.50 KB
人教版高中化学教案 选修二 3.3 高分子化合物与材料.doc 148.00 KB
　　新人教第一单元课题1  化工生产过程中的基本问题  教案
　　教学目标：1.了解生产硫酸的基本流程
　　2.了解生产中原料的选择
　　3. 了解化学科学实验与化工生产的区别。
　　4.注意生产中的三废处理，防止环境污染
　　教学过程：
　　[共同复习硫酸的用途.引入第一个大问题。]
　　一、依据化学反应原理确定生产过程
　　【师】硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸大量用于化肥和农药的生产；在有机合成工业中，硫酸用于各种磺化反应和硝化反应，生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中，HF、H3PO4等的生产及、Zn、Al的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业及国防工业中，如生产炸药；石油工业、染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加工工业等许多部门，都要用到硫酸。既然需要这么多硫酸，那么怎样制取呢？
　　【师、生】1、应结合硫酸的组成和性质，来确定原料和生产路线。经分析可知，生产硫酸主要化学过程可分为二氧化硫的生成和二氧化硫转化为三氧化硫两个主要阶段。
　　2、其具体生产原理为
　　造气：4FeS2(S)  +11 O2 (g)   2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)  或S（S）＋O2（g） SO2（g）
　　二氧化硫的催化氧化：2SO2(g)  +  O2 (g)     2SO3(g)
　　三氧化硫的吸收：SO3 (g) +  H2O( )  = H2SO4( )
　　注意：工业上是用98.3%的浓硫酸来吸收SO3的，而不是直接用水或稀硫酸作吸收剂，原因是用后者吸收时容易形成酸雾，吸收速率慢。
　　3、工业制硫酸主要生产流程
　　参看P5图1-2 ，造气→净化、干燥→催化反应室→吸收塔→稀释室→贮存室
　　另外，还需要考虑原料的净化、适宜反应条件及设备的选择、废热的利用等。
　　二、生产中原料的选择 
　　1、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，用硫磺制硫酸优于用黄铁矿制硫酸。
　　（2）我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂。
　　（3）我国黄铁矿储量比天然硫要大。
　　（4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短、设备简单、三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化。
　　（5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸略高等等方面。
　　2、以FeS2为原料
　　第一步4FeS2(S)  +11 O2 (g)   2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)
　　第二步2SO2(g)  +  O2 (g)     2SO3(g)
　　第三步SO3 (g) +  H2O( )  = H2SO4( )
　　3、以硫磺为原料:
　　第一步S（S）＋O2（g） SO2（g）
　　第二步2 SO2（g）＋O2（g） 2 SO3（g）
　　第三步SO3（g）＋H2O（ ）= H2 SO4（ ）
　　硫和黄铁矿相比，因后者产生的废弃物太多，处理成本太高，因此，目前硫酸生产中的三种原料为硫磺, 空气,和水。
　　4、 生产规模和厂址的选择
　　现代化工业生产一般要求有较大的规模，便于采用先进的技术和设备以提高劳动生产率，
　　便于“废热”利用，便于环境保护，成本低。根据以上原则和我国国情，我国硫酸课题2   人工固氮技术-------合成氨 教案
　　教学目标
　　1. 使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。
　　2.了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
　　3.介绍合成氨，体现化工生产的过程，体现实验室研究与实际生产之间转化过程。
　　教学过程：
　　一、氮的固定
　　1、定义：氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法。
　　2、方法：氨的固定主要方法有：
　　（1）人工合成氨：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。
　　（2）根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。
　　3、工业应用： 模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。
　　二、合成氨的反应原理
　　【实验】分析P11的实验，结合有关物质的物理、化学性质总结试管口处湿润的PH试纸的变化，推测有关反应。
　　【师生】1、加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氨气的混合气体，可以看到湿润的PH试纸变蓝色
　　2.用氢气和氨气合成氨的反应式是
　　N2+3H2 2NH3 ，属放热反应。
　　3、工业上，采用以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30 Mpa的条件下合成氨。
　　【阅读】P12科学史话，结合已学化学平衡知识分析下面的问题
　　（1）合成氨中，催化剂的主要作用是什么？
　　答案：成千上万倍地加快化学反应速率，缩短达平衡的时间，提高日产量。
　　（2）合成氨的适宜条件是什么？
　　答案：以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30 Mpa的条件
　　（3）选择适宜生产条件的原则是什么？
　　提示：有较高的反应速率和平衡转化率，能最大限度地提高利润。
　　（4）合成氨生产时，为什么不采用尽可能高的压强？通常采用10MPa~300MPa 的压强？
　　提示：会增大设备的动力要求，增大成本。
　　（5）合成氨的反应为放热反应，降低温度会使平衡向右移动，但为什么温度要保持在400～500℃左右？
　　答案：合成氨的反应为放热反应，降低温度促使平衡向有移动，有利于 、 转化为 ；但降温必然减缓了反应速率，影响单位时间产率。生产中将二者综合考虑，既要保证 、 的转化率，又要保证较快的反应速率，只能选择适中的温度400～500℃左右。应注意该温度为催化剂活化温度，低于此温度，催化剂不起作用。
　　（6）在高温高压下，为什么还要使用催化剂？
　　提示：催化剂是影响反应速率的几个因素中，对反应速率影响程度最大的。
　　【师】应注意催化剂的如下特点：
　　①选择性：不同的反应选择不同的催化剂，如合成氨选择了铁触媒。每种催化剂都是对特定的反应有催化作用，并非能改变任何化学反应的速率。
　　②灵敏性：催化剂中混入杂质，常常会失去催化作用，称催化剂“中毒”，因此反应气体进入反应器前必须净化。
　　③催化剂只有在活化温度以上才能起催化作用，如铁触媒活化温度为400～500℃，因此该温度为合成氨的适宜温度。
　　三、合成氨的基本生产过程
　　1、合成氨三个主要步骤是
　　（1）造气    制备合成氨的原料气 ；
　　（2）净化    原料气的净化处理；
　　（3）合成    将原料气进行化学合成为氨。
　　2. 制备合成氨的原料气
　　（1）制取N2：物理方法为将空气液化，蒸发分离出氧气。化学方法为碳在空气中燃烧，O2充分反应后除去CO2制取氮气。
　　（2）制取H2：
　　①用水蒸气和焦碳高温反应制得，主要反应                 ，                             。
　　②也可用石油、天然气、焦炉气、炼厂气等所含有的大量的碳氢化合物与水蒸汽在催化剂作用下制备。
　　以甲烷为例写出其主要反应 ：                                     ，
　　。
　　3. 原料气净化处理
　　（1）原料气净化的原因：除去某些杂质，防止使合成氨所用的催化剂中毒。   
　　（2）用稀氨水吸收H2S杂质 ：
　　（3）使CO变成CO2  ：  
　　（4）用K2CO3吸收CO2 ：
　　（5）最后，原料气还需进行精制处理，如用醋酸、铜和氨配
　　课题3   纯碱的生产
　　教学目的：
　　1.了解我国纯碱工业的现状，掌握相关的化学原理；
　　2.结合侯氏制碱法，对学生进行爱国主义教育；
　　3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。
　　教学重点、难点：掌握与纯碱工业相关的化学原理；
　　探究建议：
　　1、实验：用碳酸氢铵和氯化钠制取碳酸钠，对产品进行检验；
　　2、查阅资料：侯德榜制碱法。
　　课时划分：一课时
　　教学过程：
　　见PPT文件
　　[课堂练习]
　　1、盛放NaOH溶液的试剂瓶口部，时间长了会有白色固体附着，这固体的成分是 B
　　A.NaOH    B.Na2CO3   C.NaHCO3    D.Na2CO3•10H2O
　　2.下列实验中，没有白色沉淀或晶体析出的是CD
　　A.饱和石灰水中加入少量NaOH固体   B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2
　　C.氯化钙溶液中通入少量CO2                  D.碳酸氢钠溶液中加入氯化钡溶液
　　3.下列关于NaHCO3的叙述，不正确的是AD
　　A．它是一种白色粉末，溶解度大于Na2CO3
　　B．加热至200℃左右，可完全分解，利用这种性质，可由NaHCO3制取纯碱
　　C．与Na2CO3相似，当质量相同，分别跟足量盐酸反应后，NaHCO3可得到较多的二氧化碳
　　D．其分子为NaHCO3•10H2O在空气中会风化
　　4.下列物质中，可用于治疗胃酸过多的是A
　　A.碳酸钠      B.氢氧化钠      C.氧化钠        D.碳酸钡
　　5.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的说法正确的是C
　　A.分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打
　　B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
　　C.用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小
　　苏打
　　D.先将两样品配成溶液，分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打
　　6.某学生拟用 溶液吸收 气体，制备 溶液，为了防止通入的  气
　　体过量生成 ，他设计了如下的实验步骤：
　　用25mL 溶液吸收过量的 气体，至 气体不再溶解；
　　小心煮沸溶液1～2分钟；
　　在得到的溶液中加入25mL相同的  溶液，使溶液充分混合。
　　按他的设计，第j步实验装置如下图：
　　A                   B              C
　　（1）他能否制得较纯净的        ，理由是                     
　　（2）装置A使用的试剂是石灰石和稀盐酸，可否用纯碱代替石灰石        原因是                                                 
　　（3）装置B使用的试剂是               作用是             
　　（4）有人认为实验步骤②③的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗？为什么？_________________________________________________。
　　答案：（1）能   理由是：实验①生成 ，其中溶解的 气体煮沸时除去，在实验③ 恰好被NaOH中和完全，转化生成 （2）不能   原因是：实验中使用的 气体发生器，只适用于块状固体和液体反应， 是粉末状固体，反应过于剧烈（3） 饱和溶液    除去 中的HCl气体（4）不合理若不先驱除溶液中溶解的 气体，实验③加入NaOH将有一部分消耗于与 气体的反应，使