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1、1选修模块 化学与技术高考专题复习教学设计专题专题 3 接触法制硫酸接触法制硫酸吴忠高级中学吴忠高级中学 田毅田毅考纲要求：考纲要求：了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况（接 触法制硫酸工业的原料、生产过程、废气处理等） ，认识到尾气处理是实现绿色 生产的基本问题，知道建立一座化工厂所应考虑的问题。高考命题趋势：高考命题趋势：以硫酸工业为例，考查化工生产的基本问题：反应原理的确定、原料的选 择、反应条件的控制、以及硫酸工业综合经济效益的讨论等，使考生对化工生 产的基本过程有一个初步的认识，要求学生学以致用，能够用所学的知识去解 决生产、生活上的实际问题，体会化学与技术的
2、有机结合。教学目标：教学目标：1、使学生知道工业上制硫酸的主要原料，能说出接触法制硫酸有哪些主要 生产阶段，能写出每个生产阶段的主要化学方程式。2、使学生能运用化学反应速率理论及化学平衡原理分析二氧化硫催化氧化 反应的适宜条件。 3、使学生知道在工业生产细节上的一些具体操作的原因，能运用基本化学 原理加以解释，如为什么用浓硫酸吸收三氧化硫而不是水。4、使学生知道化工生产过程中需要综合考虑哪些基本问题，如三废的处 理、能量的充分利用以及厂址的选择，体会建设化工厂和实施工业生产是一项 综合、复杂的系统过程。教学重、难点：教学重、难点：教学的重点内容是接触法制硫酸的主要生产阶段以及每一阶段所应用的化
3、 学原理。教学的难点是使学生学会灵活运用所学过的化学基本原理处理和解答化工 生产过程中出现的问题。教学方法：教学方法：采用提出问题分析讨论解决问题形成体系的教学方式，学生 在教师的引导启发下经过对问题的分析思考学会运用化学基本原理解决化工生 产中的一些问题。教学过程：教学过程：2（引入）（引入）硫酸重要性：硫酸的消费量是一个国家工业发达水平的一种标志！（提出问题）（提出问题）1、硫及其化合物之间的相互转化关系H2S S SO2 SO3 H2SO42、工业制硫酸分几个阶段？ 每个阶段的反应原理是什么？用到什么典型设备？3、SO2的催化氧化怎样选择适宜的合成条件？4、吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫
4、酸，而用 98.3%的浓硫酸？5、硫酸厂“三废”以及“废热”应怎样处理？6、硫酸厂选择厂址时应注意哪些因素？（板书）一、硫酸工业生产的原理一、硫酸工业生产的原理（讨论）工业制硫酸的原料有哪些？工业制硫酸分为几个阶段？每个阶段的反 应原理是什么？每个阶段用到的典型设备是什么？（展示）第一步：造气（沸腾炉）S+O2=SO2或者 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2第二步：二氧化硫的催化氧化（接触室）2SO2+O2=2SO3第三步：三氧化硫的吸收（吸收塔）SO3+H2O=H2SO4（展示）动态模拟流程 接触法制硫酸（板书）1、第一阶段：造气、第一阶段：造气（讨论）黄铁矿石为什么要粉碎？为什么
5、通入强大的空气流？从沸腾炉出来的 气体含有哪些成分？能否直接通入接触室？（小结）(1)矿石的粉碎 (2)鼓入强大空气流 (3)产生的炉气需净化、干燥（板书） 2、第二阶段：、第二阶段：SO2的催化氧化的催化氧化（讨论）SO2的催化氧化怎样选择适宜的合成条件？（板书）(1)适宜条件的选择 2SO2+O22SO3(正反应放热)增大反应速率：升温、加压、使用催化剂化学平衡右移：降温、加压、（讲解）进行规模生产除考虑上述因素外，还要考虑生产设备投入、能量的利 用、原料的充分利用、催化剂的选择与使用等。（展示）压强及温度对 SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为： SO2 7%，O211%，
6、N2 82%） ；30.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4（讨论） （1） 已知 SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？（讨论） （2）在 400500时，SO2的催化氧化有必要采用高压吗？ （小结）条件确定为：温度 400-500 压强 常压 使用 V2O5做催化剂（讨论）接触室中热交换器的作用? 从接触室出来的气体成分是什么？（小结）热交换器中的热量交换（使反应后的气体降温并预热未反应的气体）（板书）3 3、第三阶段：、第三阶段：SO3的吸收的吸收（讨论）吸收三氧化硫为什么不用水和稀
7、硫酸，而用 98.3%的浓硫酸？ （讨论）浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？（小结）(1)用 98.3%的浓硫酸吸收 (2)逆流吸收（小结并展示）接触法制硫酸（小结并展示）接触法制硫酸（例题）（例题）体会高考情景（2007 年宁夏理综）31化学选考题（15 分）A 化学选修化学与技术4工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将 SO2 转化为 SO3是一个关键步骤。 压强及温度对 SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO2 7%，O211%，N2 82%） ；0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4
8、（1） 已知 SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？（2）在 400500时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高 SO2的转化率？ （填“是”或 “否” ） ，是否可以增大该反应所放出的热量？ （填“是”或“否” ） ；（4）为提高 SO3吸收率，实际生产中用 吸收 SO3；（5）已知：2SO2（g）O2（g）2SO3（g） ；H196.6kJmol-1，计算 每生产 1 万吨 98%硫酸所需要的 SO3质量和由 SO2生产这些 SO3所放出的热量。（板书）（板书）二、硫酸厂二、硫酸厂“三废三废”的处理及的处理及“废热废热”处理处
9、理（讨论）硫酸厂“三废”以及“废热”应怎样处理？（小结）1、 “三废”处理(1)尾气吸收 碱液吸收（用石灰乳或氨水）(2)污水处理 制石膏(3)废渣处理 黄铁矿矿渣可用来制造水泥、砖和炼铁等。2、 “废热”利用：能量充分利用(1) 在接触室中设热交换器，预热 SO2和 O2 ； (2) 在沸腾炉旁设置“废热锅炉”，产生蒸汽发电。（板书）三、硫酸厂厂址的选择（板书）三、硫酸厂厂址的选择（讨论）硫酸厂选择厂址时应注意哪些因素？（小结）选择原则：靠近硫酸消费中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境 保护要求高的地区。（例题）A、B、C、D 四地的地理位置如图，交通均较为便利，其5他地理条件如下：A 地
10、是风景旅游城市；B 地是硫酸消费中心；C 地有较为丰富 的黄铁矿资源；D 地有少量的硫酸消费。硫酸厂址应选择在 。（练习）（练习）1、工业上用接触法制硫酸时，从沸腾炉内导出的炉气，要经过净化的理由是（ ）A为了减少对大气的污染 B防止催化剂中毒C炉气还含有一些其他有用成分，以便综合利用 D为了制得更纯的H2SO42、对于接触法制硫酸的生产操作与说明生产操作的主要理由两者都正确的是 ( )A硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧B三氧化硫的吸收采取逆流的形式，目的是增大其与吸收剂的接触面积C二氧化硫氧化成三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率D三氧化硫用 98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使其吸收完全 （本课小结）出示硫酸工业流程动画，简要小结。（布置作业）练习册上的相关题目板书设计：板书设计：专题专题 3 接触法制硫酸接触法制硫酸一、硫酸工业生产的原理一、硫酸工业生产的原理第一阶段：造气（沸腾炉）S+O2=SO2或者 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2第二阶段：二氧化硫的催化氧化（接触室）2SO2+O2=2SO3(1)适宜条件的选择(2)热交换器中的热量交换第三阶段：三氧化硫的吸收（吸收塔）SO3+H2O=H2SO4二二、硫酸厂、硫酸厂“三废三废”的处理及的处理及“废热废热”处理处理三三、硫酸厂厂址的选择、硫酸厂厂址的选择
