人教版高中化学选修2 第一单元 走进化学工业 1.1化学生产过程中的基本问题 上课课件（共43张ppt）

(课件网) 化学要发展 认识和体会化学和技术的关系 了解有关化工基本问题 新课导入 化工生产过程的基本问题 传质 传热 传动 化学反应器 物料的流动 能量的传递 动力的传输 第一节：化学生产过程中 的基本问题 1.依据化学反应原理确定生产过程 2.生产中原料的选择 3.生产中条件的控制 教学目标 知识与能力 了解化学生产过程中的基本问题。 能写出几个化学工业过程。 过程与方法 情感态度与价值观 从反应过程中学习化学性质。 利用教学中的试验探究化学反应过程。 充分发挥学生学习的主动性。 培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。 以H2SO4为例 原料 自然界中含硫的物质 化合价 反应原理 H2SO4中S的化合价师+6价 把大自然中的2价S转化成6价S 制硫酸的化学反应原理是什么？ （即把大自然的硫元素转变成+6价的S） 工业上制H2SO4的基本原理： 1.造气(以硫为原料)： S（s）+O2（g）=SO2 △H=-297kJ/mol 3.三氧化硫的吸收（SO3转化成H2SO4）： SO3(g)+H2O(l)= H2SO4(l) △H= -130.3kJ/mol 2.接触氧化（催化氧化SO2，制成SO3）： SO2(g)+?O2(g) SO3(g) △H=-98.3kJ/mol 催化剂 SO2+O2 SO2+O2 SO3 反应原理决定反映过程 造气 （制SO3） SO2 空气 净化、干燥 催化反应室 400～500 ?C 常压、催化剂 吸收塔 稀释室 贮存室 水 发烟硫酸 98%硫酸 98%硫酸 将硫磺或经过粉碎的黄铁矿分别放在专用燃烧炉中利用空气中的O2使其燃烧，得到SO2。 注意 燃烧在沸腾路中进行。 燃烧黄铁矿中出来的炉气中有SO2、O2、N2、水蒸气及杂质砷、硒等化合物和矿尘等。矿尘可是催化剂中毒，水蒸气对设备有不良影响。因此，在进行下一步氧化反应以前，必须对炉气进行净化和干燥处理；而燃烧硫磺制得的炉气除了含有SO2、O2、N2外，杂质较少，不需要经过净化和干燥。 接触氧化中应注意的事项： ★ SO2跟O2是在催化剂表面接触时发生反映的。 ★ SO2接触氧化是一个放热反映。 ★ SO2的接触氧化也是一个总体积缩小的气体反映。 注意 不同温度下SO2的平衡转化率 温度 /?C 400 450 475 500 525 550 575 600 650 1000 转化率/% 99.2 97.5 95.8 93.5 90.5 85.6 79.9 73.7 58.8 5.0 压强对SO3平衡转化率的影响 压强/MPa 转化率/% 温度 /?C 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 生产中原料的选择 化工生产与科学实验不同。在科学实验中，为了探索某个重要原理或实现某个重要反应，有时不惜花费大量时间和资金。而化工生产则必须在遵循科学原理、实际某个反应的基础上，着重考虑综合经济效益，即要求最大限度地提高劳动生产率、降低成本、保护生态环境，为国民经济各部门提供质优价廉的化工产品，以满足不同需求。 生产中原料的选择 依据化学反应原理 3.原料 4.能源 2.厂址的选择 5.工厂用水的供应能力 6.贮存 7.运输 8.预处理成本 9.环境保护 是否接近 原料供应地 交通运输 是否方便 水源是否充足 土地供应 是否充足 能源是否充 足且价廉 能否达到环境 保护的要求 是否有市场要求 厂址的选择 仪器 产地 配件 耗材 化工 机电 价格 模具 原料 能量 硫酸生产过程中消耗大量的能量。开动机器设备需电能，维持接触氧化适宜的温度（400 ?C-500?C）就需要热能。 怎样充分利用反应中的能量？ 想一想 由于硫酸生产过程中三个化学反应都是放热反映，可以充分利用这些反应放出来的热能，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，利用SO2氧化为SO3时放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2，使其达到适宜反映的温度。 生产中条件的控制 化学平衡：如果外界环境不发生变化，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反 ... ...