1、新课标人教版课件系列高中化学选修选修2 2第一单元走进化学工业教学目标教学目标、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。、能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。、了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。、认识合成氨反应的特点，学会选择合成氨的适宜条件。、认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重要意义。、掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。、了解联合制碱法的原理。第一章 走进化学工业第一节化学生产过程中的基本问题硫酸的性质硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种无色硫酸是一种无色,难挥发难挥发,易溶于水易溶于水的油状液体。的油
2、状液体。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫稀释硫酸时应该把酸时应该把_倒到倒到_中中,并并_.(2)化学性质化学性质:浓硫酸具有酸性浓硫酸具有酸性,_性性,_性和性和_性性.浓硫酸浓硫酸水水不断搅拌不断搅拌吸水吸水脱水脱水强氧化强氧化走进化学工业硫酸的用途硫酸的用途思考:(1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸工业上如何制取硫酸?(一一)硫酸工业生产的原理硫酸工业生产的原理思考:1,自然界中存在的含硫的物质有哪些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这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?硫酸生产反应
3、式S(s)+O2(g)SO2(g)高高 温温(一一)硫酸工业生产的原理硫酸工业生产的原理SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺为原料以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此:工业上制硫酸主要分 _个生产过程.硫酸生产反应式(二二)硫酸工业硫酸工业原料的选择原料的选择4FeS2(S)+11 O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)高高 温温第一步：第一步：SO3(g)+H2O(l)H2S
4、O4(l)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂加加 热热第二步：第二步：第三步：第三步：以以FeS2为原料为原料思考思考:为什么不主张用黄铁矿为什么不主张用黄铁矿(主要成分主要成分FeS2)作为原料生产硫酸作为原料生产硫酸?因此因此:硫酸生产中的三种原料硫酸生产中的三种原料:硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿),空气空气,和水和水11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2023-8-62023-8-6August 6,202
5、314、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2023年8月2023-8-62023-8-62023-8-68/6/202318、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。2023-8-62023-8-6硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高高 温温SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第一
6、步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺为原料以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收的硫酸溶液代替水来吸收SO3想一想想一想:从生产硫酸的原理看从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生硫酸厂中的生产设备最少应分几部分产设备最少应分几部分?(三三)硫酸工业生产的三个主要设硫酸工业生产的三个主要设备备沸沸 腾腾 炉图片炉图片接接 触触 室图片室图片98.3%H2SO4SO2 O2SO2 O2SO2 O2 阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_越高越高注意:工业生产中压强的选
7、择往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考思考:是否压强越高越好是否压强越高越好?硫酸工业生产的硫酸工业生产的三个适宜条件三个适宜条件:应选择压强:(2)常压常压生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制(1)低温低温(4005000C)(2)常压常压(3)适当过量的空气适当过量的空气硫酸工业生产的三个适宜条件硫酸工业生产的三个适宜条件:2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制 阅读阅读P6表表1-1,思考温度较思考温度较_时时,越有利于越有利于SO2转化为转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该
8、温度下催化剂的活性.思考思考:是否温度越低越有利于是否温度越低越有利于SO2 转化为转化为SO3?2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)放热放热催化剂催化剂硫酸工业生产的硫酸工业生产的三个适宜条件三个适宜条件:低低应选择温度:(1)低温低温(4005000C)1、如何处理尾气中的、如何处理尾气中的SO2?2、,如何处理废水中的酸性物质如何处理废水中的酸性物质?3,如何利用废渣和生产过程中的产生的如何利用废渣和生产过程中的产生的 大量热能大量热能?工业：工业：a（）（）a（重新利用）（重新利用）实验室：实验室：aa用石灰浆用石灰浆(Ca(OH)2或
9、石灰石粉中和或石灰石粉中和.废渣废渣:分离后循环利用分离后循环利用,剩下的作铺路用的剩下的作铺路用的沥青或用于制砖沥青或用于制砖生产中的三废处理生产中的三废处理能量的能量的充分充分利用利用硫酸生产过程中的三个化学反硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能用这些反应放出的热能(工厂里工厂里把它们叫做把它们叫做“废热废热”)以降低生以降低生产成本。产成本。在沸腾炉旁设置在沸腾炉旁设置“废热废热”锅炉，锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产热交换装置。据测算，生产1t硫硫酸约需消耗酸约需消耗10
10、0kWh的电能，而的电能，而相应量反应物在生产过程中放出相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于的反应热相当于200kWh的电能。的电能。化工生产过程:(1)确定化学反应原理(2)选择原料(3)选择设备和工艺流程(4)三废处理(环境保护)(5)能源的利用(综合经济利益)(6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）小结:(本节课重点)1,工业上接触法制硫酸概括为工业上接触法制硫酸概括为“五个三五个三”:三种原料三种原料:三个反应三个反应:三个生产过程三个生产过程:三个主要设备三个主要设备:硫酸工业生产的三个适宜条件硫酸工业生产的三个适宜条件:2,硫酸生产中的废气及废液的处理方法硫酸生产中的废
11、气及废液的处理方法.v硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿),空气空气,和水和水造气造气,催化氧化催化氧化,吸收吸收沸沸 腾腾 炉炉,接接 触触 室室,吸收塔吸收塔(1)低温低温(4005000C)(2)常压常压(3)适当过量的空气适当过量的空气P P21 21 3 3、4 4、8 8作业：作业：实践活动实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问等方通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如何式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。利用废热的。研究课题：利研究课题：利津石油化工厂津石油化工厂的废气可否应的废气可否应用于利津凤凰用于利津凤凰热电厂的发电热电厂的发电燃料？燃料？第一章 走
12、进化学工业第二节人工固氮技术合成氨 在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人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。而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。N2+O2 =2NO放电或高温放电或高温2NO+O2 =2NO2 3NO2+H2O =2HNO3+NO雷雨发庄稼雷雨发庄稼氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定氮的固定(一一)合成氨的反应原理合成氨的反应原理 由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为:N2
13、(g)+3H2(g)2NH3(g)高温高压高温高压催化剂催化剂(放热放热)(二二)工业合成氨的原料选择工业合成氨的原料选择思考思考:工业合成氨时工业合成氨时N2取自于什么物质取自于什么物质?H2又来又来源于哪里源于哪里?N2主要来源于主要来源于_氢气主要来源于氢气主要来源于_空气空气(从空气中分离出从空气中分离出N2有哪些方法有哪些方法?)碳、碳的氢化物和水反应碳、碳的氢化物和水反应C+H2O=CO+H2CH4+H2O=3H2+CO CH4+2H2O=4H2+CO2催化剂催化剂三个生产过程三个生产过程:(三三)工业合成氨的三个生产过程工业合成氨的三个生产过程:造气造气,净化，合成与分离净化，合
14、成与分离(四四)工业合成氨的工业流程工业合成氨的工业流程:造气 氮气的来源:取自空气.一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气;另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得氮气.氢气的来源:碳与水的作用或碳氢化合物与水的作用.原料气净化 想一想:制取原料气的过程中制取原料气的过程中常混有的气体杂质有常混有的气体杂质有_CO,CO2 和和H2S 反应条件反应条件:1）浓度：使用过量的氮气浓度：使用过量的氮气。2）温度：温度：400500；3）高高压压:10 MPa30 MPa；4）催化剂催化剂(加快反应速率加快反应速率)：铁铁合成与分离合成与分离合成氨的实地照片合成氨的实地照片 阅
15、读书本页后总结阅读书本页后总结(五五)合成氨工业的发展合成氨工业的发展1、原料及原料气的净化2、催化剂的改进3、环境保护课堂训练：合成氨工业有下列流程：合成氨工业有下列流程：原料气制备；原料气制备；氨的合成；氨的合成；原料气净化和压缩；原料气净化和压缩；氨的分离。其先后顺序为（氨的分离。其先后顺序为（）A B C D小结：工业合成氨工业合成氨:(1)原理与过程:(2)原料：(3)合成条件:(4)三废处理:第一章 走进化学工业第三节纯碱的生产想一想？想一想？自自然然界界中中有有纯纯碱碱吗？吗？内蒙古鄂尔多斯碱湖内蒙古鄂尔多斯碱湖 鄂尔多斯天然碱厂鄂尔多斯天然碱厂纯碱生产车间纯碱生产车间两种著名的
16、制碱技术(1)氨碱法制纯碱氨碱法制纯碱(索尔维制碱法索尔维制碱法)(2)联合制碱法联合制碱法(侯氏制碱法侯氏制碱法)NaCl+NH3CO2H2O NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3 Na2COCO2+H2O氨碱法制纯碱原理（索尔维法）氨碱法制纯碱原理（索尔维法）CaCO3 CO2+CaOCaO+H2O Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O炼焦副产品炼焦副产品优点：优点：不足：不足：原料便宜原料便宜成品纯度高成品纯度高氯化钠利用率低氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙产生了当时认为无用的氯化钙侯得榜侯得榜联合制碱法(侯氏制碱法)阅读图阅读图1-11和图和图1-12,总结这两种总结这两种方法的有何相同方法的有何相同?总原理相同总原理相同:两种著名的制碱技术两种著名的制碱技术2NaHCO3 =Na2COCO2+H2ONaCl+NH3CO2H2O NaHCO3+NH4Cl原料来源和副产物不同原料来源和副产物不同在纯碱的生产过程中哪些物质得到了循环使用？在纯碱的生产过程中在纯碱的生产过程中NaClNaCl是否被充分利用？是否被充分利用？
