1.1《化工生产过程中的基本问题》
文档属性
| 名称 | 1.1《化工生产过程中的基本问题》 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 747.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-12-28 07:28:14 | ||
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文档简介
课件54张PPT。高中《化学》新人教版
选修2系列课件化学与技术 第一单元 《走进化学工业》教学目标１、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。
２、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。
３、能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。
４、了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
５、认识合成氨反应的特点，学会选择合成氨的适宜条件。
６、认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重要意义。
７、 掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。
８、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(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。
浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.
(2)化学性质:
浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化硫酸的用途思考: (1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸?(一)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?2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?请写出有关的化学方程式!硫酸生产反应式(一)硫酸工业生产的原理第一步：第二步：第三步：以硫磺为原料:(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%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)硫酸工业原料的选择以FeS2为原料思考:
为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿),
空气,和水硫酸生产反应式想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生
产设备最少应分几部分?(三)硫酸工业生产的三个主要设备沸 腾 炉图片接 触 室图片98.3%H2SO4SO2 O2SO2
O2SO2 O2(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气
硫酸工业生产的三个适宜条件: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 生产中反应条件的控制阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____越高注意:工业生产中压强的选择
往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考:是否压强越高越好 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 应选择压强:(2)常压生产中反应条件的控制阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择
往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 低应选择温度:(1)低温(400~5000C)
1、如何处理尾气中的SO2?2、,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
大量热能?工业：实验室：ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的
沥青或用于制砖生产中的三废处理能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)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。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h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“五个三” :
三种原料:
三个反应:
三个生产过程:
三个主要设备:
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.硫磺(或黄铁矿),空气,和水
造气,催化氧化,吸收沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气P21 3、4、8作业：实践活动 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利用废热的。研究课题：利津石油化工厂的废气可否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料？第一章 走进化学工业第二节
《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。 N2 + O2 ==== 2NO放电或高温2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨发庄稼神秘的魔鬼谷氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．(一)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:
二、合成氨反应条件的选择
1、合成氨反应的特点：
a、可逆反应
b、正反应放热
c、正反应是气体体积减小的反应。
高 温高 压高 压低 温使 用不 影 响问题3：请同学们分析下表（49页表2—5）。分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。 填 表工业上合成氨的合适条件到底怎样？使用催化剂：铁触媒（以Fe为主体的多成分催化剂）这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；
选择合适的温度：450℃左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度；
选择合适的压强：20MPa~50MPa，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。合成氨的适宜条件(二)工业合成氨的原料选择思考:
工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来源于哪里?N2主要来源于____氢气主要来源于____空气(从空气中分离出N2有哪些方法?)碳、碳的氢化物和水反应(试写出碳或碳的氢化物与水制取氢气的化学方程式)三个生产过程:(三)工业合成氨的三个生产过程:造气, 净化，合成与分离(四)工业合成氨的工业流程:原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质有__________
CO,CO2 和H2S
反应条件:
1）浓度：使用过量的氮气。
2）温度：400～500℃；
3）高压:10 MPa~30 MPa；
4）催化剂(加快反应速率)：
铁
合成与分离合成氨的实地照片造气氮气的来源: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.阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．(五)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：①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（??? ）
A．①②③④?????B．①③②④?????
C．④③②①???? D．②③④①
Ｂ小结：工业合成氨:
(1)原理与过程:
(2)原料：
(3)合成条件:
(4)三废处理:三、合成氨的生产工艺原料：空气、水、燃料原料气的制备净化压缩(防止催化剂中毒)合成分离液氨N2、H2中学化学资料网 http://www.e-huaxue.com/第一章 走进化学工业第三节
《纯碱的生产》知道纯碱的用途吗？你想一想？获得纯碱的方法有哪些？自然界中有纯碱吗？内蒙古鄂尔多斯碱湖
鄂尔多斯天然碱厂纯碱生产车间
纯碱的生产
两种著名的制碱技术(1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法)
(2)联合制碱法(侯氏制碱法)氨碱法制纯碱原理（索尔维法）优点：不足：原料便宜成品纯度高氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙
请分析氨碱法的优点？
有不足之处吗？ 侯得榜联合制碱法(侯氏制碱法)总原理相同:两种著名的制碱技术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NaCl是否被充分利用？
再见
选修2系列课件化学与技术 第一单元 《走进化学工业》教学目标１、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。
２、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。
３、能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。
４、了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
５、认识合成氨反应的特点，学会选择合成氨的适宜条件。
６、认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重要意义。
７、 掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。
８、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(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。
浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.
(2)化学性质:
浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化硫酸的用途思考: (1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸?(一)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?2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?请写出有关的化学方程式!硫酸生产反应式(一)硫酸工业生产的原理第一步：第二步：第三步：以硫磺为原料:(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%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)硫酸工业原料的选择以FeS2为原料思考:
为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿),
空气,和水硫酸生产反应式想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生
产设备最少应分几部分?(三)硫酸工业生产的三个主要设备沸 腾 炉图片接 触 室图片98.3%H2SO4SO2 O2SO2
O2SO2 O2(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气
硫酸工业生产的三个适宜条件: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 生产中反应条件的控制阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____越高注意:工业生产中压强的选择
往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考:是否压强越高越好 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 应选择压强:(2)常压生产中反应条件的控制阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择
往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ?硫酸工业生产的三个适宜条件: 低应选择温度:(1)低温(400~5000C)
1、如何处理尾气中的SO2?2、,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
大量热能?工业：实验室：ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的
沥青或用于制砖生产中的三废处理能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)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。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h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“五个三” :
三种原料:
三个反应:
三个生产过程:
三个主要设备:
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.硫磺(或黄铁矿),空气,和水
造气,催化氧化,吸收沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气P21 3、4、8作业：实践活动 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利用废热的。研究课题：利津石油化工厂的废气可否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料？第一章 走进化学工业第二节
《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。 N2 + O2 ==== 2NO放电或高温2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨发庄稼神秘的魔鬼谷氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．(一)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:
二、合成氨反应条件的选择
1、合成氨反应的特点：
a、可逆反应
b、正反应放热
c、正反应是气体体积减小的反应。
高 温高 压高 压低 温使 用不 影 响问题3：请同学们分析下表（49页表2—5）。分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。 填 表工业上合成氨的合适条件到底怎样？使用催化剂：铁触媒（以Fe为主体的多成分催化剂）这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；
选择合适的温度：450℃左右，该温度是为合成氨催化剂的活性温度；
选择合适的压强：20MPa~50MPa，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。合成氨的适宜条件(二)工业合成氨的原料选择思考:
工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来源于哪里?N2主要来源于____氢气主要来源于____空气(从空气中分离出N2有哪些方法?)碳、碳的氢化物和水反应(试写出碳或碳的氢化物与水制取氢气的化学方程式)三个生产过程:(三)工业合成氨的三个生产过程:造气, 净化，合成与分离(四)工业合成氨的工业流程:原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质有__________
CO,CO2 和H2S
反应条件:
1）浓度：使用过量的氮气。
2）温度：400～500℃；
3）高压:10 MPa~30 MPa；
4）催化剂(加快反应速率)：
铁
合成与分离合成氨的实地照片造气氮气的来源: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.阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．(五)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：①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（??? ）
A．①②③④?????B．①③②④?????
C．④③②①???? D．②③④①
Ｂ小结：工业合成氨:
(1)原理与过程:
(2)原料：
(3)合成条件:
(4)三废处理:三、合成氨的生产工艺原料：空气、水、燃料原料气的制备净化压缩(防止催化剂中毒)合成分离液氨N2、H2中学化学资料网 http://www.e-huaxue.com/第一章 走进化学工业第三节
《纯碱的生产》知道纯碱的用途吗？你想一想？获得纯碱的方法有哪些？自然界中有纯碱吗？内蒙古鄂尔多斯碱湖
鄂尔多斯天然碱厂纯碱生产车间
纯碱的生产
两种著名的制碱技术(1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法)
(2)联合制碱法(侯氏制碱法)氨碱法制纯碱原理（索尔维法）优点：不足：原料便宜成品纯度高氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙
请分析氨碱法的优点？
有不足之处吗？ 侯得榜联合制碱法(侯氏制碱法)总原理相同:两种著名的制碱技术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NaCl是否被充分利用？
再见