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高中化学人教版选修2教案 化学生产过程中的基本问题

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时间:2021-06-08

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化学生产过程中的基本问题一、教材分析和建议 在化学工业中,需要化学与技术的有机结合,若要认识和体会化学与技术的关系,就首先需要了解有关化工生产的基本问题。所以,作为本书最开始的课题,介绍化工生产过程中的一些基本问题,以利于学生在后面的学习中对化学与技术相关问题的理解。 化工生产过程比较复杂,但一些最基本的问题是相似的,例如,任何化工生产都涉及到传质(物料的流动)、传热(能量的传导)、传动(动力的传输)和化学反应器等。根据课程标准的要求,结合高中学生的特点,将化学反应原理、反应发生的条件、原料的选择、三废的处理和能量的利用等作为化工生产过程中的基本问题,结合一些典型产品的生产过程,使学生对化工生产的基本过程有一个初步的认识。硫酸是学生在初中化学中就学过的物质,对其性质比较了解,硫酸工业又是典型的基本化学工业,所以本课题以硫酸工业为例,介绍化工生产基本问题:反应原理的确定、原料的选择、反应条件的控制、能量的利用等。每一问题都结合硫酸的生产,将化学知识与生产过程、生产工艺等结合,充分体现化学在生产中的作用。 关于反应原理及生产过程的确定,教科书从硫酸的化学组成、性质及具体的反应进行分析,突出化学在物质转化和利用方面的重要性。生产中原料的选择则从综合方面考虑,以“思考与交流”的形式,让学生思考讨论,培养学生综合思考认识问题的能力。在介绍生产中反应条件的控制问题时,涉及到了化学平衡的知识,教科书先对概念作了简单介绍,然后结合“思考与交流”中给出的一些具体数据,让学生思考并讨论,最后找出硫酸生产的最佳条件,并归纳给出平衡移动原理。接下来再让学生通过一个“思考与交流”来认识平衡移动原理。这样将有关的化学原理与生产实际问题结合起来进行教学,也是化学与技术课程中的主要教学设计思想。关于环境和能源问题,本课题结合硫酸生产的具体情况进行说明,体现了培养学生环境和能源意识的观点。 教学重点:化工生产过程中的基本问题。工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。教学难点:平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。 二、问题交流 【学与问】硫酸生产过程中的污水,可利用酸碱中和反应进行处理。 【思考与交流 1】参见教科书。 【思考与交流 2】早期黄铁矿的储量比较大,而天然硫黄资源缺乏,又难以从国外购进,并且,那时对环境保护也不够重视。目前世界上许多国家都限制以黄铁矿为原料制硫酸,主要也是考虑到环境污染问题,而且,随着技术的发展,设备的大型化使以硫黄为原料制硫酸的成本也逐渐降低。【思考与交流 3】 1.从表 1-1和表 1-2可以看出,温度越低、压强越大,越有利于 SO2的生成,但压强的影响不是很大。2.思路:低温时有利于 SO2的转化,但考虑催化剂活性,温度不能太低。高压有利于 SO2的转化,但试验表明增大压强,SO2的转化率提高并不大,而且考虑设备、成本和能源消耗问题,压强不应很高,可以考虑常压。(对此问题学生可能会有不同的回答,教师可引导学生讨论,最后给出实际结果)

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