高三化学走进化学工业.ppt

专题十三专题十三 走进工业化学走进工业化学 选修选修2 2化学技术化学技术 参考资料参考资料导学大课堂导学大课堂 课标导航课标导航 1、了解化工生产过程中应注意的基本 问题及解决方法； 2、了解接触法制硫酸、合成氨工业及 生产纯碱的化学原理、原料、主要反 应、设备及流程，体会化学反应原理 在实际化工生产过程中的应用； 3、通过化工生产巩固化学反应速率和 化学平衡知识，提高综合运用所学知 识解决实际问题的能力。 一、化工生产中的基本问题一、化工生产中的基本问题 1、依据化学 反应原理确定生产过程 化工生产是以 为依 据，以 为基础的。任何生 产的完成都要符合 。 对于某一具体的化工产品，研究生 产过程要从产品的化学 和 考 虑，来确定原料和生产路线。 化学反应原理 实验室研究 化学反应规律 组成 性质 一、化工生产中的基本问题一、化工生产中的基本问题 工业上制硫酸的基本生产原理为： （1）以硫或黄铁矿为原料生产SO2： 。 。 (2)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3： 。 （3）三氧化硫转化为硫酸： 。 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 煅烧 S + O2 SO2 点燃 2SO2+ O2 2SO2 V2O5 高温 SO3+H2O H2SO4 均 为 放 热 反 应 设备? 2 2、生产中反应条件的控制、生产中反应条件的控制 在硫酸生产工艺中，选择 作为操作温度，因为在 这个温度范围内，反应 和 都比较理想。同时 增大气体压强SO2的平衡转化 率提高得 ，所以硫酸厂 通常采用 操作。 400500 速率 SO2的转化率 并不多 常压 3 3、生产中三废的处理、生产中三废的处理 近年来，环境保护条件提升 到首先要考虑的因素，所以，预 处理及生产过程中产生的 、 、 （三废）情况及 处理成本,往往成为是否采用该 工艺的决定因素。三废处理或将 三废消灭于生产过程中是近年来 化工技术的发展方向之一。 废气 废水 废渣 3 3、生产中三废的处理、生产中三废的处理 除在设计工艺与选择原料时应优 先考虑 因素外，创造性地 使用废料变为生产原料、实验废弃 物的零排放应当是 的目标 之一。如硫酸生产中尾气中含有少 量 ，可用 吸收，使其生 成 ，然后再用 处理，生 成 和 ，方程式为 ，这样 得到的SO2含量较高，可返作 。 环境保护 绿色化学 SO2 石灰水 CaSO3H2SO4 硫酸 SO2？ SO2+ Ca(OH)2 = CaSO3+ H2O CaSO3+ H2SO4= CaSO4+SO2+H2O 原料 二、人工固氮技术二、人工固氮技术合成氨合成氨 1、合成氨的反应原理 由氮气和氢气直接合成氨的 化学原理为： 。 工业上，通常采用以铁为主 的催化剂（铁触媒）,在 和 的条件下合成氨。 400 500 N2(g)+3H2(g) NH3(g); H0 高温 高压 催化剂 10MPa30MPa 2 2、合成氨的基本生产过程、合成氨的基本生产过程 合成氨的生产主要包括： （1） 制备合成氨基酸的原 料，包括 、 。 （2） 原料气净化处理，以 防止催化剂“ ”。 （3） 将原料气进行化学合 成氨。 造气 ： 氮气 氢气 净化 ： 中毒 合成 ： 三、纯碱的生产三、纯碱的生产 1、氨碱法生产纯碱 氨碱法生产纯碱是以 和 为原料，其过程为： （1）生产碳酸氢钠和氯化铵：将二 氧化通入含 的饱和 溶液中 可得到 和 ，方程式 为： 。 。 （2）制取碳酸钠，方程式为 。 碳酸钙 氯化钠 氨 食盐 碳酸氢钠 氯化铵 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3=NaHCO3+NH4Cl ? 2NaHCO3 = Na2CO3+CO2+H2O 2 2、联合制碱法、联合制碱法 我国化工专家 提出将 与 联合生产的改进工艺，这就 是 ，也称 。 侯德榜 氨碱法 合成氨