选修2第一章 走进化学工业 经典学案

之全学案导学练习化学选修2（化学与技术）（人教）
目录
第一单元走进化学工业 1 课题1 化工生产过程中的基本问题 1 课题2 人工固氮技术——合成氨
课题3 纯碱的生产
第二单元化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
课题2 海水的综合利用
课题3 石油、煤和天然气的综合利用
第三单元化学与材料的发展
课题1 无极非金属材料
课题2 金属材料
课题3 高分子化合物与材料
第四单元化学与技术的发展
课题1 化肥和农药
课题2表面活性剂精细化学品
化学模拟卷（一）
化学模拟卷（二）
化学模拟卷（三）
化学模拟卷（四）
化学模拟卷（五）
化学模拟卷（六）
化学模拟卷（七）
化学模拟卷（八）
化学模拟卷（九）
化学模拟卷（十）
附录：
附录（一）：常见离子的颜色
附录（二）：常见化合物的特征颜色
附录（三）：常见物质溶解性表
附录（四）：常见物质溶解度表
附录（五）：气态氢化物稳定性表
附录（六）：无机物俗名、别名与化学名称、化学式对照表
附录（七）：有机物俗名、别名与化学名称、化学式对照表
附录（八）：
参考答案。

单元整合知识网络专题归纳专题1化工生产与环境保护1．环境问题的产生随着经济的发展，环境问题就会出现。

在化工生产(包括其他各类物质的生产)过程中，之所以出现对环境的污染，一个基本原因是物质使用效率不高所致，资源未全部变成产品，很多是作为有害废物排到环境中去了。

2．解决环境问题的根本办法绿色化学的核心是应用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

化工生产应遵循绿色化学的原则。

绿色化学示意图如下：【例题1】分析下面的案例并回答有关问题。

某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。

(1)导致X、Y处水样pH变化的原因可能是______________________；(2)Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是________________________。

解析：从给出的数据看，X处水样呈碱性，Y处水样呈酸性，Z处水样缺氧。

答案：(1)造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水pH降低(或火力发电厂燃煤产生的SO2会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH 降低)(2)化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡专题2硫酸工业中连续多步反应的计算接触法制硫酸时涉及三个连续反应，所以在关于工业制硫酸的计算性题目中往往涉及这几步连续反应的计算。

而对于连续多步反应的计算通常使用关系式法，这样就避免了对中间产物的烦琐计算，节约了时间，提高了计算结果的准确性。

关系式法解题需要找准关系式，找关系式的一般方法是根据涉及的多步反应的化学方程式，依照元素质量守恒或电子转移数目守恒的原则找出连续多步反应中元素的转化关系，如在用硫铁矿制硫酸时，根据转化过程中硫元素守恒的原则可以找到这样的关系式：FeS2——2SO2——2SO3——2H2SO4；或S——SO2——SO3——H2SO4在硫酸工业制硫酸的有关计算中通常就利用以上两关系式解题。

选修2 《化学与技术》第一单元走进化学工业知识点集锦【课题1 化学生产过程中的基本问题】一、硫酸工业——接触法制硫酸1、三原料：黄铁矿(FeS2)或硫（S）、空气、98.3％的H2SO4。

2、三反应（原理）：⑴SO的制取24FeS2（s）+11O2(g)====2Fe2O3(s)+8SO2(g) （高温）△H＜0（早期使用）或S（s）+O2（g）====SO2(g) （点燃）△H＜0 （现在大多使用）黄铁矿主要成分是FeS2，在燃烧前需粉碎，增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加快且更充分，提高原料利用率。

但由于该反应在生产中产生的废弃物太多，处理成本高，这一工艺在逐渐被淘汰。

该反应在沸腾炉中进行，从炉内出来的气体叫炉气，成分为SO2、O2、N2、H2O及矿尘，砷、硒化合物等。

其中砷、硒化合物和矿尘能使催化剂中毒，可通过除尘、洗涤等方法除去；水蒸气对设备和生产有不良影响，可通过干燥除去。

的催化氧化⑵SO22SO2（g）+O2(g)====2SO3(g) (催化剂、可逆) △H＜0此反应是一个可逆反应，正反应是气体体积减小的放热反应，由化学平衡理论可知，在较低温度下进行有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中选择常压下400℃-500℃进行，化学反应速率和SO2的平衡转化率都比较理想。

在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，把反应生成的热传递给进入接触室需要预热的炉气，同时冷却反应后生成的气体。

⑶SO3的吸收SO3 （g）+H2O（l）====H2SO4（l）△H＜0工业上并不用水直接吸收SO3，而是用质量分数为98.3％的H2SO4做吸收剂，因为SO3与水蒸气很容易形成酸雾，从而降低了SO3的吸收率，也就是说这样可以避免形成酸雾并提高吸收率。

同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。

3、三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。

4、三阶段：①造气；②接触氧化；③SO3的吸收。

5、三净化：①除尘；②洗涤；③干燥。

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课题３纯碱的生产氨碱法生产纯碱[自读教材·夯基础］(1）氨碱法也称索尔维制碱法。

(2)原料：食盐、氨和二氧化碳。

（3）生产过程：①生成碳酸氢钠和氯化铵：将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中,反应的化学方程式为NＨ3+CO2+H２O===NＨ4HＣO3，ＮH4HCＯ３+ＮaCl=＝=ＮａHCO3↓＋NＨ４Cl。

②制取碳酸钠:化学方程式为2NaHCO3错误!Na2CO3＋CO2↑+H2Ｏ↑.母液中的NH4Cl加石灰乳可回收氨,以便循环使用.化学方程式为2NH4Cｌ+Ca(OＨ）2错误!ＣａCl２+2NH3↑＋２H2O。

(4)优缺点:①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,步骤简单。

②缺点：食盐利用率低,只有7０%；产生了当时认为无用的氯化钙。

[跟随名师·解疑难](1）氨碱法制纯碱时，应先向饱和食盐水中通氨气，后通二氧化碳气体。

因为氨气在饱和食盐水中的溶解度很大,二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。

(2)氨的作用：氨跟水发生反应使溶液显碱性：NＨ3+H2ＯNＨ3·Ｈ2ＯNH错误!＋OＨ-，ＯＨ－与Ｈ＋反应生成H２O而减小了H+的浓度,从而使CO2＋H2O H2CO3HＣO错误!＋H+的平衡状态向右移动，增大了二氧化碳的溶解量和HCO错误!的浓度，因此Nａ+可以与大量的ＨCO错误!结合生成NaHCO３沉淀。

第一单元走进化学工业一、教学目标1. 以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题。

2. 了解合成氨的反应原理、基本生产过程和合成氨工业发展中需要解决的问题。

3. 通过纯碱的两种典型生产过程及其演变的学习，了解化学工艺改进的原因、思路、条件以及由此带来的社会和经济效益。

4. 初步了解实验室研究与工业化生产的区别和联系。

初步认识基本化工产品的种类、资源和发展概况等。

二、内容分析1. 地位和功能硫酸（产品为液体）、纯碱（产品为固体）和合成氨（产品为气体）等属于典型的基本化工产品，它们的生产是化学工业及其发展的基础，而了解化工生产过程中的基本问题也是学习《化学与技术》选修课程的基础。

因此，通过对这些产品生产过程中一些基本问题的学习，可以帮助学生将所学化学基础知识与实际生产建立有效的教学联系，拉近实际生产过程与课堂教学之间的距离，有利于学生加深对化学、技术和社会相互关系的认识。

2. 内容的选择与呈现教科书体现以社会需求为导向、以化学研究基础上的技术发展为重点的总体设计思想，以“人类需要的物质产品——化学反应原理——生产过程及其发展”为线索构建单元体系。

除了这一整体设计外，本单元也体现了课程标准中化学与技术选修课程的目标、定位和要求。

总体而言，教学内容的选择和呈现考虑了以下一些原则：（1）选取典型产品及其生产过程作为内容载体；（2）以必修模块的化学知识为基础，必要时为本模块补充基础知识；（3）以化学反应原理及其应用为重点，以生产基本问题（如原料及其综合利用、能量的利用、反应条件的控制、环境保护等）为线索展开内容；（4）抓住有价值的问题，引导学生活动与探究，培养学生的问题意识和分析解决问题的能力；（5）以引导学生体会化学在生产技术中的价值为重点，而不过多地追究生产实际过程的技术细节；（6）学习顺序注意遵循学生的接受能力。

在某种程度上，教科书也体现了科学与技术两者之间的区别和联系。

科学与技术紧密相连、相互促进，而又有各自不同的特点。

第一单元 走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题教学目标分析 课标解读1．依据化学反应原理，把握生产硫酸的基本流程。

2．了解硫酸工业生产中原料、厂址和规模的选择。

3．了解硫酸生产过程中反应条件的把握及能量的综合利用。

4．了解化学科学试验与化工生产的区分。

5．了解工业生产中三废处理的方法，防止环境污染。

重点难点1.把握硫酸工业生产中的“三原料、三阶段、三设备、三反应”。

(重点)2.能运用化学平衡原理分析二氧化硫催化氧化反应的适宜条件，了解硫酸生产过程中反应条件的把握。

(重难点) 教学方案设计 新课导入硫酸是一种重要的基本化工原料，也是一个国家化学工业生产力量的重要标志。

生产硫酸最古老的方法是用绿矾(FeSO 4·7H 2O)为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸，所以古代称硫酸为“绿矾油”。

你了解现代工业生产硫酸的流程吗？你了解工业生产中怎样处理“三废”防止环境污染吗？让我们共同学习本课题学问把握化工生产过程中的基本问题。

课前自主导学依据化学反应原理确定生产过程 1.化工生产与化学反应的关系化工生产依据化学反应原理符合化学反应规律基础试验室争辩 2．确定化工生产反应原理与过程的一般方法对于某一具体的化工产品，争辩生产过程要从产品的化学组成和性质考虑，来确定原料和生产路线。

3．确定化工生产反应原理与过程的案例争辩 ——生产硫酸(1)原料：从H 2SO 4的组成看，原料应当是自然界存在的含硫的物质，如硫黄、黄铁矿(主要成分是FeS 2)等。

(2)步骤：生产硫酸的主要化学过程可以分成SO 2的生成、SO 2转化为SO 3和SO 3转化为硫酸三个阶段。

(3)原理：工业制硫酸的“三阶段”与“三反应”造气 以S 为原料S ＋O 2=====点燃SO 2 以黄铁矿 为原料4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2催化氧化2SO 2＋O 2催化剂Δ2SO 3吸取SO 3＋H 2O===H 2SO 4 生产中反应条件的把握 1.生产中反应条件的选择在化工生产中要通过反应条件的把握使化学反应速率和反应物的转化率都比较抱负，还要同时考虑把握某些反应条件的成本和实际可能性。

第一节化工生产过程中的基本问题教学目标1、了解化学反应原理对于实际生产的作用。

2、通过试验学习合成硫酸反应原理，利用化学反应速率，化学平衡移动原理分析和争辩合成硫酸适宜反应条件。

3、结合硫酸的基本生产过程及硫酸工业进展，挂念同学理解实际化工生产中的基本问题。

教学重点合成硫酸的反应原理、合成硫酸生产的适宜条件教学难点合成硫酸生产适宜条件教学用具 PPT课件课时支配 1课时【进行新课】[复习回顾]化学反应速率化学平衡勒夏特列原理[导言]本课时谈一下化同学产过程中的基本问题[呈现]胶片硫酸工业生产一、依据化学反应原理确定生产过程合成硫酸的反应原理：1.以硫（或黄铁矿）为原料制备SO22.利用催化氧化反应将二氧化硫氧化成三氧化硫3.三氧化硫转化为硫酸方程式见胶片二、生产中原料的选择[思考]早期我国生产硫酸以黄铁矿为原料，但却因何而逐步被淘汰？工业合成硫酸时用什么来吸取三氧化硫，是否可以水来吸取，并阐述缘由。

在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率学问？在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡学问？三、生产中反应条件的把握1、工业合成硫酸的三个生产过程：造气, 催化氧化，吸取造气由硫磺与空气中的氧气反应制得二氧化硫。

净化干燥二氧化硫与空气混合进行干燥净化。

催化反应 400-500C 常压催化剂生成三氧化硫。

吸取百分之九十八浓硫酸吸取生成发烟硫酸。

稀释发烟硫酸用水稀释成百分之九十八的浓硫酸，一部分贮存，另一部分做吸取液循环使用。

2、反应条件1）温度：400～500℃反应速率和二氧化硫的转化率都较抱负；2）常压：增大气体压强，二氧化硫的转化率并未明显提高；3）催化剂(加快反应速率)：五氧化二钒。

[呈现]硫酸生产的实地照片四、硫酸工业中三废的处理[阅读]书本Ｐ7～Ｐ１8页后总结．1、尾气吸取2、污水处理3、环境爱护废气主要是二氧化硫等有害气体。

废液主要是酸性的污水。

废渣主要来自造气阶段。

五、能量的充分利用由于化工生产中通常都要消耗大量的能量，硫酸生产过程中三个化学反应均放大量的热，利用废热可以极大程度的节省能源。

化工生产过程中的基本问题一、教学目标知识与技能：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。

过程与方法：1.了解从理论研究成果到现实生产的过程。

2.学会将所学的知识应用于实际的方法。

情感态度与价值观：1.树立合理利用自然资源、节约能源的观点。

2.培养既会独立思考，又能与人合作的能力。

二、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三、教学难点化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理四、教学方法讨论探究多媒体五、课时安排2课时六、教学过程[课程引入]一个生产工艺的实现，涉及许多问题。

如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、工艺流程、环境保护以及综合经济效益等等。

本节课我们就以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。

[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。

可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。

[设疑]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。

[学生讨论并归纳]生产H2SO4 的主要化学过程可以分为SO2 的生成和SO2转化为SO3两个阶段。

[提问]如果以硫磺为原料制硫酸，你能试着用方程式表示制硫酸的反应原理吗？[交流讨论并归纳板书]2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)[讲述]知道了生产硫酸的原理，那我们就一起学习生产中原料的选择。

[板书]二.生产中的原料选择[设疑]为什么不主张用黄铁矿作为原料，而要选择硫磺？[讨论归纳]由于生产过程中产生的废弃物太多，处理成本高，所以选择硫磺、空气和水作为生产硫酸的原料。

[投影]硫酸生产的主要设备[讲述]在实验室化学反应是在一定条件下进行的，所用仪器比较简单，自动化程度不高，而在我们的工业生产中需要根据实际情况来选择合适的反应条件。

课题1化工生产过程中的基本问题1．关于工业制硫酸的反应原理及过程需考虑的因素(1)分析产品的化学组成，确定生产该产品的主要原料。

从H 2SO 4的组成看，生产原料应该是自然界中含硫的物质，如硫黄、黄铁矿(主要成分FeS 2)等。

(2)分析产品与生产原料之间关键元素的性质，确定反应原理和主要生产步骤。

H 2SO 4中S 的化合价是＋6价，生产过程中，要先使硫元素转化为SO 2，再把SO 2转化为SO 3，再与H 2O 反应制得硫酸。

2．工业制硫酸的基本生产原理以S(或FeS 2)为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表示为：(1)S ＋O 2=====点燃SO 2(4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2)(放热反应)；(2)2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3(放热反应)； (3)SO 3＋H 2O===H 2SO 4(放热反应)。

3．工业制硫酸的过程工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。

硫酸生产的工艺流程：[跟随名师·解疑难](1)S 或FeS 2不能直接被氧化为H 2SO 4，所以需要经过中间步骤，先得到SO 3，再通过SO 3与H 2O 反应得到H 2SO 4。

(2)煅烧黄铁矿制得的炉气中含有三种有害杂质：矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气；对应三个净化过程：除尘、水洗和干燥，避免催化剂中毒。

(3)工业上用98.3%的硫酸吸收SO 3，可以避免用水吸收SO 3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。

(4)硫酸生产的三个主要设备：沸腾炉、接触室(催化反应室)、吸收塔。

[剖析典例·探技法][例1] 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下进行[名师解析] 三个化学反应都是放热反应；三个反应中只有SO2→SO3需使用催化剂；SO3→H2SO4在常温下进行，且是非氧化还原反应。