课件29张PPT。走进化学工业课题1 化工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复习回顾：硫酸的消费水平是一个国家工业发达水平的重要标志一、依据化学反应原理确定生产过程（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. 这些物质能直接得到H2SO4吗?若不能，那么要经过哪些中间产物才能变成硫酸?硫磺、黄铁矿（FeS2）请写出有关的化学方程式!（二）硫酸工业生产的原理以硫磺为原料第一步：造气第二步：催化氧化第三步：吸收（二）硫酸工业生产的原理以黄铁矿（FeS2）为原料第一步：造气第二步：催化氧化第三步：吸收SO3空气SO2发烟硫酸98%硫酸98%硫酸水（三）工业制硫酸的主要流程二、生产中原料的选择1、硫酸生产中的三种原料：
硫磺或黄铁矿、空气、水思考：（1）、为什么早期我国是以黄铁矿为原料制硫酸？ 早期黄铁矿储存量比较大，而天然硫磺资源缺乏，又难以从国外购进，并且那时对环境保护不够重视。（2）、为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)
作为原料生产硫酸? 硫磺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，从而降低成本。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?2、工业生产硫酸的基本过程沸腾炉接触室吸收塔3、硫酸工业生产的三个主要设备SO2
O2 粉碎黄铁矿是增大矿石跟空气的接触面积，加快反应速率并使之充分燃烧；
通强大的空气流是为了使黄铁矿充分燃烧，同时增大廉价易得的反应物浓度，可以是较贵重的原料得以充分利用。不纯净，炉气中除SO2 还含有O2、N2、H2O和一些杂质。思考：接触室中热交换器的作用是什么？从接触室出来的气体成分是什么？ 因为用水或稀H2SO4溶液做吸收剂容易形成酸雾且吸收速率慢；
液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。三、生产中反应条件的控制复习回顾：
1、影响化学反应速率的因素有哪些？ 指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。注意：（1）前提是“一定条件下的可逆反应”；（2）实质是“正反应和逆反应速率相等”；（3）标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。2、什么是化学平衡？ 反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的反应）、催化剂补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、压强）对化学平衡的影响条件的改变平衡移动方向平衡移动的结果增大反应物浓度减小反应物浓度增大压强升高温度向正反应方向移动向正反应方向移动向气体体积缩小的方
向移动向吸热反应方向移动反应物浓度减小生成物浓度增大体系压强减小体系温度降低勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓度、温度或压强等），平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动三、生产中反应条件的控制SO2接触氧化的反应为：注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应思考与交流：阅读P6 表1—1，思考温度较低时 ，SO2的转化率_____；那么是否温度越低越好呢？越高 不是，虽然温度较低对提高SO2的转化率有利，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。应选择温度：(1)低温(400~5000C)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。（1）温度三、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_____；（2）压强思考与交流：越高那么是否压强越高越好呢？ 根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利，但在常压、400~500℃时，SO2的转化率已经很高，加压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。应选择压强：(2)常压注意：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(1)较高的温度(400~5000C)
(2)常压
(3)催化剂 三、生产中反应条件的控制接触氧化的适宜条件：四、硫酸工业生产过程中三废的处理1、三废：废气、废液、废渣2、三废的处理方法：（1）如何处理尾气中的SO2？方法一：石灰水吸收法方法二：氨水吸收法（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?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
沥青或用于制砖四、硫酸工业生产过程中三废的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。化工生产过程中应考虑的问题：(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：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1、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的原因二者都正确的是（ ）
A、硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎，这样易于向沸腾炉中投料
B、炉气进入接触室之前需要进化、干燥，因为炉气中的杂质易与SO2反应
C、SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可提高SO2的转化率
D、接触室的反应温度控制在400~500℃，因为在这个温度范围内，反应速率和SO2的转化率都比较理想，且催化剂的活性也较高练习D练习2、下列对硫酸生产中化学反应原理的分析正确的是（ ）
A、硫酸生产中涉及的三个化学反应因原料的不同可能全部是氧化还原反应
B、硫酸生产中涉及的三个化学反应都是放热反应
C、硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要使用催化剂
D、硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要在较高温度条件下进行B练习3、关于接触法制硫酸的叙述中，不正确的是（ ）
A、从沸腾炉出来的炉气必须净化，主要目的是防止催化剂中毒
B、之所以叫“接触法”是因为SO2被氧化成SO3时反应是在催化剂表面进行的
C、黄铁矿粉碎成细小矿粒，在沸腾炉中燃烧快、反应完全，提高了原料的利用率
D、SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收，可防止形成酸雾并使SO3吸收完全D练习4、硫酸最古老的生产方法是把绿矾（FeSO4?7H2O）装入反应器中加强热，会流出油状液体，并放出有刺激性气味的气体（SO2），反应器中的固体变成了红色。写出这种方法中绿矾转化为硫酸的两个化学方程式：
（1）
（2）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。课件17张PPT。1.2《人工固氮技术 ─合成氨》教学目标知识与能力
1.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题；
2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
教学重点、难点：利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。
探究建议：参观化工厂或观看有关的影像资料片，考察企业的选址情况，收集产品的生产原理、原料利用率、能耗、投资和成本核算等资料，撰写考察报告。
课时划分：一课时 1.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．人工固氮技术—合成氨(一)工业合成氨的反应原理思考:根据勒夏特列原理分析讨论合成氨
工业适宜的反应条件?一、合成氨的反应原理试纸变兰色1）浓度：使用过量的氮气。
2）温度：400～500℃；
3）高压:10MPa~30MPa；
4）催化剂(加快反应速率)：铁
(二)工业合成氨的反应条件(三)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?)水和碳氢化合物(试写出C与水制取氢气的化学方程式)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(如何净化)(四)工业合成氨的四个生产过程:四个生产过程:造气, 净化，合成，分离(五)工业合成氨的工业流程:1、用图式表示合成氨的流程：原料气的制取净化合成分离液氨(五)工业合成氨的工业流程:合成氨的实地照片阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．(五)合成氨工业的发展小结：工业合成氨:
(1)原理:
(2)条件:
(3)生产过程:
(4)三废处理:练习：１．合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为： （正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率的是（??? ）
A．增大压强??????????????? B．降低温度
C．增大水蒸气浓度????????? D．加催化剂
２．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．②③④①ＣＢ简单介绍科学家哈伯： 弗里茨.哈泊：德国化学家，出生于一个犹太富商家中。1900年获得博士学位。1908年7月首次合成氨气，1909年7月建成每小时生产90克氨气的实验装置，1918年获得诺贝尔化学奖。
氨气的合成一方面使氮肥大量的工业化生产，提高了粮食的产量。另一方面氨氧化制得硝酸及TNT炸药。由于以上原因，德国才能将第一次 世界大战延续了几年。
哈伯首创了使用化学毒剂的化学战，在第一次世界大战中有130万人受到化学战的伤害，其中9万人死亡。课件26张PPT。第一单元 走进化学工业课题3 纯碱的生产知道纯碱的用途吗？你想一想 自然界中哪些地方存在纯碱？中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖——青海湖寸草不生的盐碱地如何获得自然界中的纯碱？思考与交流1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？2.根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？为什么？资料卡片路布兰法——世界上最早实现纯碱的工业生产1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠2.将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙一、氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）比利时化学家——索尔维2、 20℃时，由NH4HCO3、NaCl和H2O配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至20℃ ，首先析出的物质是什么？科学探究1、向AgNO3溶液中滴加KCl将会看到什么现象？一、氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）CaCO3=CO2+CaONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCaO+H2O=Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O产品副产品优点： 原料便宜易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。请你分析一下氨碱法的优缺点？缺点： 副产物氯化钙的处理，食盐的利用率不高，大约只有70%。二、联合制碱法侯德榜个人简历：
1890年 出生
1911年 考入清华留美预备学校，后以10门功课
1000分的优异成绩被保送到美国留学
1916年 获美国麻省理工学院学士学位
1919年 获美国哥伦比亚大学硕士学位
1921年 获博士学位二、联合制碱法（侯氏制碱法）NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O原料ⅡNH3CO2（原料Ⅰ，来自合成氨）（副产品）联合制碱法有哪些优点呢？思考与交流 根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的有哪些异同？相同点：不同点：原理相同NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl原料的来源和副产物不同 在纯碱的生产过程中是先通入NH3还是CO2？ 思考与交流 人类历史上，科学技术的突破性重大发现和成果总是与一些伟大的名字联系在一起，路布兰（1791）、索尔维（1862）和侯德榜（1924）的名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上，你知道吗？路布兰是一名医生，索尔维是在工作中学习化学的，侯德榜是化学工程学博士。根据三个人所处的年代及学习经历，你对技术与科学的关系有哪些新的认识？总结：氨碱法的生产原理重点：难点： 离子反应的实质就是使离子的浓度减小NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl练习1.下列属于侯氏制碱法的优点的是（ ）
A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B.母液可回收氯化铵
C.氯化钠的利用率达96%
D.以上全是D2.工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）
A.KHCO3溶解度较大
B.KHCO3溶解度较小
C.K2CO3溶解度较大
D.K2CO3溶解度较大A3.为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），取少量样品进行实验，可以采用的方法是（ ）
A.加热后通入澄清石灰水，观察现象
B.滴加盐酸，观察现象
C.溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察现象
D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象A4.我国化学家侯德榜，改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(1) 副产品的一种用途为 。
(2)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 的循环。用作化肥或焊药或电解液Ⅰ(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。
(4)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。 (a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出 (c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度稀HNO3和AgNO3溶液AC5. 根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据，实验室制备纯碱的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30—35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3 固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3 晶体，用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧两小时，得到Na2CO3固体。(1)反应温度控制在30—35℃，是因为若高于35℃，则 ；若低于30℃则 ；为控制此温度范围，应采取的加热方法是 。(2)加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 ；只析出NaHCO3 晶体的原因是 ； 用蒸馏水洗涤NaHCO3 晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）四种盐在不同温度下的溶解度（g∕100g水)表：① ＞35℃ NH4HCO3会有分解NH4HCO3分解反应速率降低水浴加热使反应充分进行NaHCO3的溶解度最小NaHCO3; NaCl; NH4HCO3; NH4Cl上网查阅资料：1、我国纯碱生产现状。2、现阶段氯化钙的新用途。作业：
