Конспект урока химии (9 класс)

Учитель : Востриков Александр Владимирович МОБУ «Волховская средняя общеобразовательная школа №1»

Тема: «Производство серной кислоты»

Тип урока: усвоение новых знаний

УМК: Химия. Габриелян О. С., Остроумов И. Г., Сладков С. (8-9) (Углубленный)

Цели урока

• Образовательная: познакомить учащихся с производством серной кислоты контактным способом, его стадиями, используемым сырьём и технологическими особенностями; научить применять знания о химических свойствах соединений серы для понимания промышленного процесса.
• Развивающая: развивать аналитическое мышление, умение сравнивать, обобщать, делать выводы на основе полученной информации; совершенствовать навыки работы с химическими уравнениями и схемами.
• Воспитательная: воспитывать понимание значимости научных знаний для промышленности и экологии; формировать ответственное отношение к вопросам охраны окружающей среды при химическом производстве.

Задачи урока

1. Изучить сырьё для производства серной кислоты.
2. Рассмотреть основные стадии производства и соответствующие химические реакции.
3. Понять роль катализатора и условия проведения реакций.
4. Обсудить экологические аспекты производства.
5. Научиться решать расчётные задачи по теме.

Планируемые результаты

• Предметные: учащиеся знают сырьё и стадии производства серной кислоты, могут записать уравнения реакций, понимают роль катализатора и влияние условий на ход реакций.
• Метапредметные: умеют анализировать информацию, выделять главное, работать в группах, представлять результаты работы.
• Личностные: осознают значимость химической промышленности, понимают необходимость соблюдения экологических норм.

Основные понятия

• пирит (FeS2​), сера (S);
• сернистый газ (SO2​), оксид серы (VI) (SO3​);
• олеум (H2​SO4​⋅nSO3​);
• серная кислота (H2SO4);
• катализатор (V2​O5​).

Межпредметные связи

• математика (расчёты);
• экология (влияние производства на окружающую среду).

Оборудование и средства обучения

• учебник химии для 9 класса;
• презентация по теме урока;
• видеофильм «Производство серной кислоты»;
• раздаточные материалы (схема производства, задача);
• таблица «Периодическая система химических элементов»;

Ход урока

I. Организационный момент

• Приветствие, проверка готовности к уроку.
• Постановка темы и целей урока через проблему и практическую значимость: «Представьте, что вы — инженер химического завода. Вам поставили задачу: обеспечить выпуск 100 тонн серной кислоты в сутки. С чего вы начнёте?»
  • Какие исходные вещества (сырьё) вам понадобятся?
  • Какие химические реакции должны произойти?
  • Что нужно сделать, чтобы эти реакции шли быстро и с максимальным выходом продукта?
  • Как обеспечить безопасность и экологичность процесса?
• Все эти вопросы решает химическая технология — наука о промышленных способах получения веществ. Сегодня на уроке мы разберём один из классических примеров химического производства — получение серной кислоты на примере заводов компании ФосАгро.

II. Актуализация знаний

• Фронтальный опрос:
  • Какие соединения серы вы знаете? Приведите примеры.
  • Каковы химические свойства серной кислоты?
  • Что такое катализ? Для чего на производстве применяют катализаторы?
• Краткий обзор исторического развития производства (от камерного метода до контактного).

III. Изучение нового материала

1. Сырьё и общая схема производства
   • Краткая характеристика контактного метода
   • Общая схема: S→SO2​→SO3​→H2​SO4​.
   • Видеоматериал
   • Основное сырьё на заводе «ФосАгро»: элементарная сера (получается при очистке природного газа).
   • Почему в компании используют серу, а не используют пирит?
2. Стадии производства (конспект в тетради)

а) Сжигание серы

• • Уравнение реакции: S+O2​→SO2​+Q.
  • Условия: температура ~1200 °C, избыток воздуха.
  • Особенности: сера подаётся в виде расплава, распыляется форсунками для увеличения поверхности контакта.
  • Аппаратура: печь для сжигания серы.

б) Очистка и осушка газа

• • Откуда берется кислород на производстве?
  • Удаление механических примесей.
  • Осушка газа: противоток воздуха и 96 %‑ной H2​SO4​ в сушильной башне.

в) Окисление SO2​ до SO3​

• • Уравнение: 2SO2​+O2​⇄2SO3​+Q (обратимая, экзотермическая).
  • Условия: катализатор V2​O5​, температура 420–550 °C, повышенное давление.
  • Аппаратура: контактный аппарат с теплообменником.

г) Поглощение SO3​ и получение серной кислоты

2. • Использование 98 %‑ной H2​SO4​ для поглощения SO3​.
   • Образование олеума: SO3​+H2​SO4​ (олеум).
   • Разбавление олеума до нужной концентрации H2​SO4​.
   • В общем виде SO3​ + H2O​ → H2SO4
   • Почему нельзя использовать воду сразу
   • Аппаратура: поглотительная башня.
3. Особенности производства на заводе «ФосАгро»
   • Мощность: ~2500 т/сутки.
   • Цикличность процесса (повторное использование части кислоты).
   • Энергоэффективность (использование тепла реакций для выработки пара).
   • Экологические меры (очистка отходящих газов, утилизация отходов).

IV. Закрепление знаний

• Решение задачи:Рассчитайте массу серы, необходимую для получения 1 т 98 %‑ной H2​SO4​.
• Работа с технологической схемой: учащиеся по очереди описывают каждую стадию, называют аппараты и реакции.
• Оценка работы учащихся.

Критерии оценивания:

• активность в групповой работе;
• правильность заполнения конспекта;
• обоснованность ответов при обсуждении;
• решение расчётной задачи.

Домашнее задание (разноуровневое)

• Обязательное: Какую массу 98%-й H₂SO₄ можно получить из 3 т серы?
• Обязательное: конспект, сообщение о применении H2​SO4​ в компании ФосАгро.
• По желанию: найти информацию о способах утилизации отходов производства H2SO4