2013年高中化学 第一单元 课题1化工生产过程中的基本问题精品课件 新人教版选修2

1、第一单元进入化学工业，第一单元进入化学工业，课题1化工生产过程中的基本问题，课程标准导航1。了解硫酸生产的基本过程。2了解生产中原料的选择。3理解化学科学实验和化学生产的区别。4为了防止环境污染，生产中注意三废处理。根据自主学习1，化学反应原理，确定生产工艺产业生产中制备硫酸的基本原理。1.以s为原料，制备SO2化学反应方程。请考虑s(s)O2(g)=SO2(g)，(中_ _ _ _ _ _，热，热，热，热，产业生产硫酸分为几个茄子生产阶段。相应的主要设备是什么？提示：(1)三个茄子生产阶段：气体、催化氧化、SO3吸收。(2)三种茄子主要设备：沸腾炉(煤气)、接触室(催化氧化室)、吸收塔。第二

2、，生产中原料的选择是我国生产硫酸时要考虑的问题。1.在基础建设投资、加工和环境保护方面，使用黄皇帝硫酸比黄铁矿制硫酸好。我国天然硫资源不足，开采条件比较复杂。3 .我国黄铁矿储量大于天然硫。4.硫皇帝硫酸比黄铁矿制硫酸生产过程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，设备大型化容易。5.由于原料进口较多，黄皇帝硫酸成本高于黄铁矿制硫酸。使用，低温，使用渡边杏，2 .工业生产的实际考虑条件选择(1)温度要综合考虑反应率和实际转化率两者。还必须考虑催化剂的最佳活性。(2)压力除了反应原理外，还要考虑生产率、设备条件等。3 .适合工业制硫酸的条件(1)温度：400500(反应率和转化率兼能使催化剂达

3、到最佳活性)(2)压力：常压(常压H2SO4转化率提高，增压带转化率受到限制)(3)使用_ _ _ _ _ _ _废弃物可以以黄铁矿为原料，在生产硫酸的过程中排出残渣和矿料，用作炼铁的原料。也可用于珍贵的有色金属精制。此外，牙齿废料还可以用作制造水泥的原料，或用于制造砖。5，能源的利用1。生产1 t硫酸需要消耗100 kWh的电，在硫酸生产过程中，三个化学反应都生产放热反应，1 t硫酸的反应热相当于200 kWh的电。这种余热的利用可以向外部输出大量能源，从而大大降低生产成本。2.利用SO2氧化到SO3时释放的热量，可以预热即将反应的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _等。S

4、O2，O2，自主体验1。最近国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中，A严格处理废水、废料、废料。b在化学生产中少使用或不使用有害物质，少排放、排放或排出有害物质。c在化学工业生产中不使用化学物质D，在化学工厂里种草种树。“绿色化学”是指在化学工业生产中少使用或不使用有害物质，少排放或不排放有害物质。2 .(2012年广州市高2检查)以下的话是对的。()A合成硫酸的工业废气可以直接排出大气中B进入接触室的气体。首先要净化干燥。c以黄铁矿为原料生产硫酸，沸腾炉排出的残渣可以用肥料D在高温、高压下合成SO2、O2中的SO3。分析：B硫酸工业的废气中含有SO2气体，不能直接排放到大气中。a错了。沸

5、腾炉排出的炉渣中含有Fe2O3、砷、硒化合物等，不能用作肥料，C错了。d项的反应在大气压下效果更好。，3 .下一种物质的制备，符合工业生产的是(A)将氯用清澈的石灰水、重液、漂白剂、B作为离子交换膜法，用电解饱和盐水混合氢、氢、氯C，将氢和氯混合后点燃。产物水吸收制备盐酸D将SO2和O2的混合物高压，然后通过接触角准备SO3。分析：通过Cl2作为选择B石灰乳漂白剂；H2和Cl2混合后容易爆炸。SO2和O2在接触室内常压条件下生成SO3即可。根据化学反应速率和平衡理论，SO2接触氧化生成SO3的适当条件是什么？提示：大气压、高温(400500)和催化剂。重点是，pyrite的主要成分是FeS2，

6、pyrite在燃烧前要粉碎，增加与氧气的接触面积，加快燃烧率，使其充分，提高原料利用率。牙齿反应在沸腾的炉子里进行，从炉子里出来的气体叫做炉子煤气，成分是SO2，O2，N2，H2O和矿震，砷，硒化合物等。砷、硒化合物、矿山灰尘可以使催化剂中毒，通过灰尘去除、洗涤等方式去除。水蒸气对设备和生产有不好的影响，可以通过干燥去除。牙齿反应是可逆反应。正反应是气体体积减少的放热反应，根据化学平衡理论，在低温下有利，但温度低时催化剂活性不高，反应率低，在实际生产中选择常压400 500进行，化学反应速率和SO2平衡转化率都是理想比较。在接触室的两层催化剂之间安装热交换器，将反应生成的热传送到需要预热的炉子

7、，以便进入接触室，同时冷却反应，然后冷却产生的气体。(3)吸收SO3:SO3(g)H2O(l)=H2S O4(l)；H130.3 kJmol1工业不直接用水吸收三氧化硫，而是使用质量分数为98%的硫酸作为吸收剂。三氧化硫和水蒸气容易形成山雾，因此三氧化硫吸收率降低。逆流吸收并行，硫酸从塔下释放。3 .废气、废水、废物利用：废气中的SO2是氨水吸收，生成的(NH4)2SO4是化肥，SO2是回收。so 2 NH 3 H2O=NH4 HSO 3 so 22 NH 3 H2O(=NH4)2so 3 2 NH 4 HSO 3 H2 so 4(NH4)2=so 42 so 22 H2O，立即应用1。以黄铁

8、矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下。a为了充分燃烧黄铁矿，粉碎B过量空气，使用SO2的转化率C，SO2的反应率和转化率D沸腾炉排出的残渣，每炼铁(4)将160 g SO3气体和H2O相加，可释放260.6 kJ的热量。牙齿反应的热化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，(5)吸收塔排出的废气首先氨水SO2可以作为生产硫酸的原料回收，也可以用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

9、 _ _牙齿气体干燥后完全被浓硫酸吸收，测定浓硫酸增加的质量。部分测量结果：当铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同。铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68G。当铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。计算：牙齿铵盐中氮元素质量分数为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；如果铵盐质量为15.00 g，则浓硫酸的增加质量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(计算结果保持两个小数)，指南2探讨有关硫酸工业的几个茄子反应，并化学方程式写。因为涉及到主要归纳法硫酸时包含三个茄子连续反应，所以关于工业制硫酸的计算性标题往

10、往涉及到牙齿几茄子连续反应的计算。连续多级反应的计算通常使用关系方法，从而避免了中间产品的繁琐计算，节省了时间，提高了计算结果的准确性。解决关系法问题要找到正确的关系。寻找关系的一般方法是根据相关多阶段反应的化学方程式，根据元素质量守恒或电子传输数守恒的原则，在连续多阶段反应中寻找元素切换关系。例如，用硫硫硫硫硫硫制作硫酸时，在转换过程中，可以根据硫元素保存的原则找到这种关系：FeS 22 so 22 so 32 H2 so 4；或者在SSO2SO3H2SO4、硫酸工业制硫酸的相关计算中，经常使用牙齿两种茄子关系来解决问题。计算中还经常包括物质的转化率和损失率，这在连续多阶段反应的相关计算中也

11、是一个难题。对于这类问题，应(1)掌握一种化合物中元素转化率等于该化合物转化率的原则。例如，在从FeS2到SO2的切换过程中，如果硫元素转化率为99%，则FeS2的转化率也为99%。(2)同一化学反应或多个相关化学反应，具有单独元素质量保存关系的反应物和产物，反应物的转化率等于产物的生产率。例如，在从FeS2转换为SO2的过程中，FeS2的转换率必须与SO2的转换率相同。在从FeS2转换为H2SO4的过程中，FeS2立即应用2。某硫酸厂每天以含FeS2 60%的黄铁矿500 t生产硫酸，在沸腾炉中失去5%的黄奕，SO2的转化率为90%。一天能生产多少吨98%的硫酸？分析：牙齿问题主要调查在多层

12、次反应过程中如何处理原料的损失。沸腾炉损失5%的黄奕，SO2转化率为90%。这些都可以转换为S元素损失，转换为FeS2的损失。所以生产98%的硫酸x吨。关系：fes22 H2 SO4 120 298 50060%(15%)90% X98 %，即12050060%(15%)90% 298x98%，得到x427.5:每天98.这样产品纯度C可以在接触室内使用热交换器，从而将节约能源成本D的质量分数降低到98.3%.为了完全吸收SO3，防止形成酸性雾。分析粉碎黄铁矿的主要目的是增加与空气的接触面积，以便更完整、更快地燃烧，选项A工作正常，但解释错误。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposu

13、re(美国电视电视剧)，成功)净化炉子的目的是防止炉子中的杂质和矿井灰尘中毒和失效催化剂，因此选项B工作正常，但说明错误。答 CD，(2012孝感高2检验)工业制硫酸生产过程如下。(1)我国黄铁矿资源比较丰富，但很多工厂仍以硫为原料生产硫酸，原因是_ _ _ _ _ _a上升温度B下降压力C持续补充空气D，及时分离SO3，(3)为了提高生产中催化剂的催化效率，采取了哪些措施？_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _在500，0.1mpa条件下平衡时，如果各种气体的体积比为v(SO2)v(SO3)v(O2)v(N2

14、)0 . 466 . 547 . 7382，则SO2的利用率请回答，idea ting check牙齿问题，然后注意以下两个茄子事项(2)热化学反应方程。，答案 (1)黄铁矿在原料生产中产生的废物太多，处理成本高，(2)CD (3)净化气体控制温度在400500增加催化剂和反应气体的接触面积，(4)在1 ATM和298 K条件下，2 mol SO2和1MOL不能完整，反应温度为450，请回答以下问题：(1)在沸腾炉中燃烧硫的反应方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (3)催化剂表面发生反应的化学方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _