高中化学2化工生产中的基本问题与硫酸工业 同步练习

煌敦市安放阳光实验学校化工生产中的基本问题与硫酸工业同步练习
复习目的：
1．以硫酸工业为例了解化工生产中的基本问题；
2．认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强创意识。

复习：利用化学原理解决化工生产过程的相关问题。

复习难点：
1．利用化学原理解决化工生产过程的相关问题。

2．如何从环保角度和经济角度思考化工生产的问题，真正做到化工生产与人、环境的和谐。

课时划分：一课时
教学过程：
一、依据化学反原理确生产过程
1关于工业制硫酸其反原理及过程，可从几个方面考虑？试简要叙述。

2.工业制法
a.方程式：或 (设备 )；
(设备 )；
(设备 )。

注：实际生产过程中SO3转化成硫酸，并不直接用水而是用98％的浓硫酸，原因是：。

按照上述原业制硫酸主要分、和三个阶段
二、生产料的选择
工业生产某种化工产品，选择原料时要从哪些方面去考虑：、、、、、、、及。

三、生产中反条件的控制
知识链节：(一)化学反速率
1、义：_____________________________________________________。

表达式：______________单位：_________________。

注意：
①化学反速率使用于所有的化学反，常用平均值，有时是即时值无负值。

②同一化学反的化学反速率用不同的物质来表示时，数值可能相同，也可能不同，但是表示的意义是相同的。

且其数值之比于其化学计量数之比。

即：__________________。

③比较同一化学反的不同时间段化学反速率时转化成同一物质
④由于固体或纯液体没有浓度概念，常不用固体或纯液体表示化学反速率。

2、外界条件对化学反速率的影响
(1)浓度对化学反速率的影响:其他条件不变,增加反物的浓度可以增大化
学反速率
注意：
①适用于：有气体参加或溶液的反。

②对于可逆反来说，增加反物的浓度瞬间正反速率增大，而逆反速率也随之增大.
(2)压强对化学反速率的影响结论：其他条件不变，增大压强就是增大_________，即________因而可以_______;减小压强, _______因而
_____________。

注意：
①适用于有气体参加或生成的反
②对于可逆反来说，____________________________。

③充入惰性气体：恒温_____________恒温恒压_______________。

(3)温度对化学反速率的影响结论：其他条件不变，升高温度
__________________降低温度_____________________________。

注意：①温度每升高10℃化学反速率通常增大到原来的__~__倍
4、催化剂对化学反速率的影响加入催化剂可以增大化学反速率。

(二)化学平衡的建立（1）义：___________________________________。

特征：
（2）化学平衡的移动：____________________________。

可逆反：三同即：①________②_______________③_______。

1、浓度对化学平衡的影
响。

2、压强对化学平衡的影
响。

3、温度对化学平衡的影
响。

（3）平衡移动原理（勒夏特列原
理）：。

注意：①使用范围：②局限
性：。

四、生产中三废的处理
1.尾气吸收：尾气用吸收再用处理得到。

方程式
2.污水处理
废水用处理得到方程
式。

3.废渣的利用：废渣可用
作。

五、能量的充分利用
硫酸厂利用废热的方案有哪些
种: 。

知能训练
一、选择题
1、决化学反速率的主要因素是
A、反物的浓度
B、反温度
C、使用催化剂
D、反物质的性质
2.在以下条件下，于建硫酸厂的城市是
A.A城市郊区有丰富的黄铁矿资源，水源、能源充足
B.B城市是一座风光秀丽、空气清的旅游城市
C.C城市有丰富的磷灰石，拟建一座大型的磷肥厂
D.D城市需使用硫酸的工业不多，却有丰富的黄铁矿资源
3.对于某一可逆反来说，使用催化剂的作用是
A．提高反物的转化率 B．增大正反速率，减小逆反速率
C．同程度地改变正逆反的速率 D．改变平衡混合物的组成
4.有一处于平衡状态的反：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)（正反为放热反）。

为了使平衡向生成Z的方向移动，选择下列的适条件是
①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥除去Z
A．①④⑥B．②③⑤C．①③⑥D．②③⑥
5.二氧化硫是常见的大气污染物之一，我国规空气中二氧化硫含量不得超过0.02 mg/L，下列措施中不能减少二氧化硫排放量的是
A、用天然气代替煤炭做民用燃料
B、提高热能利用率
C、硫酸厂采用更好的催化剂使SO2转化SO3
D、燃煤中加入生石灰后使
用
6．下列说法中正确的是
A．化学反达到平衡状态时，正反速率和逆反速率相，正、逆反都不再进行。

B．化学反达到平衡状态时，因为正反和逆反都不再进行反，所以平衡混和物中各组分的百分含量保持一。

C．化学反达到平衡状态时，反物与生成物的的浓度相，平衡混和物中各组分的百分含量相。

D．化学反达到平衡状态时，V正=V逆，平衡混和物中各组分的百分含量保持不变。

7.在密闭容器中可逆反aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气)达化学平衡时,若升高温度或降低压强,都会使C的物质的量增大,则下列各组关系正确的是
A、a+b<c+d，正反吸热
B、a+b>c+d，正反吸热
C、a+b<c+d ，正反放热
D、a+b=c+d，正反吸热
8.对于任何一个平衡体系,采取下列措施后,一会使平衡移动的是
A、加入一种反物
B、对平衡体系加压
C、升高温度
D、使用
催化剂
9.下列事,不能用勒沙特列原理来解释的是
A、加入催化剂有利于氨氧化反
B、使氢硫酸中加碱有利于S2-离子增多
C、500℃左右比室温更有利于合成氨反
D、高压条件有利于合成氨反
10．对于可逆反 2SO2 + O23SO3 ，下列说法中正确的是
A．达到平衡时，反物和生成物的浓度一相
B．达到平衡时，反物和生成物的浓度保持一
C．加入催化剂V2O5，可以缩短达到平衡的时间
D．反达到平衡后，该平衡不随外界条件变化而改变
11．反A (气) + 2B (气) 2C (气) ；△H<0，达平衡后，将反混合物的温度降低，下列叙述中正确的是
A．正反速率加快，逆反速率变慢，平衡向正反方向移动
B．正反速率变慢，逆反速率加快，平衡向逆反方向移动
C．正反速率和逆反速率均加快，平衡不移动
D．正反速率和逆反速率均变慢，平衡向正反方向移动
12．反 FeCl3 + 3NH4SCN Fe (SCN)3 + 3NH4Cl达平衡后，可使其颜色变深的措施是
A．滴入少量饱和FeCl3溶液 B．加入少量KCl晶体
C．滴入少量较浓NH4SCN溶液 D．加入NH4Cl晶体
13．A + B (s) C的反达平衡时，若增大压强，B的转化率增大，则A 和C的状态是
A．A为气态，C为固态 B．A为固态，C为气态
C．A为气态，C为气态 D．A为固态，C为固态
14．在可逆反2SO2 (气) + O2 (气) 2SO3 ;△H<0，中，要使SO2的转化率和反速率都增大，所采取的措施是
A．升高温度 B．降低压强 C．增大压强 D．通入足量的纯氧
15.下列工业生产过程产生的气体不经处理直接排放，不会造成大气污染的是
A、接触法制硫酸产生的尾气中所含的SO2
B、燃烧石灰石产生的CO2
C、氨氧化法制硝酸产生的尾气中所含的N0、N02
D、炼钢产生的CO
16.工业上制硫酸时，下列措施不合理的是
A、用98.3％的浓H2SO4代替水吸收SO3
B、将尾气直接放空
C、将矿石粉碎成很细的颗粒
D、接触室内安装热交换器
17.下列气体对大气有污染，且既不能用碱液吸收，又不能用酸液吸收的是
A、CO
B、NO2
C、SO2
D、H2S
18.检验雨水是否酸化可用下列何种试剂
A、石蕊试液
B、酚酞试液
C、PH试纸
D、NaOH 溶液
19.工业上SO2转化为SO3时使用V2O5的目的是
A、扩大反的接触面
B、使平衡向正反发现移动
C、缩短达到平衡所需要的时间
D、提高二氧化硫的转化率
20.硫酸工业中，常用浓硫酸吸收三氧化硫，而不用水来吸收的原因是
A、三氧化硫溶于浓硫酸，不溶于水
B、用浓硫酸吸收三氧化硫速率虽慢，但损失三氧化硫少
C、用水吸收易形成酸雾，吸收速率慢
D、用水吸收得到的不是纯硫酸
21.下列关于硫酸工业综合经济效益的讨论中，叙述错误的是
A、充分利用三个反放出的热能，来降低生产成本
B、为了防止尾气的污染，用氨水吸收尾气
C、硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的，远离硫酸消费中心
D、生产过程中含有少量硫酸的污水，可用石灰乳处理
22. 10gSO3溶解于90gH2O中，所得溶液中溶质的质量分数为
A、10％
B、12.25％
C、14.0％
D、78.4％
23.煅烧黄铁矿损失χ%的硫，则FeS2的损失率与硫的损失率相比为
A、大于χ%
B、小于χ%
C、于χ%
D、不能确
二、填空题：
24．环境保护与综合利用原料在化工生产中十分重要．
(1)在硫酸生产中主要的尾气是什么？如何吸收尾气？写出有关化学方程式
(2)含有硫酸的废水如何处理，写出有关的化学方程式
(3)煅烧黄铁矿后的废渣可用作制______原料，或用于制______，还可以冶炼______．
25.硫酸最古老的生产方法是：把绿矾（FeSO4·7H2O）装入容器中热，绿矾发生分解，放出二氧化硫和三氧化硫，其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝，便可得到硫酸。

古代称硫酸为“绿矾油”就是采用了这种方法的缘故。

上述变化过程可用两个化学方程式表示：
(1)___________________________ ；
(2)___________________________ 。

26、工业上制硫酸的设备分为三大，一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。

在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反，生成二氧化硫；在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合，生成三氧化硫; 三氧化硫流经吸收塔时，采用98.3%的浓硫酸吸收，三氧化硫与水化合形成硫酸。

为研究吸收SO3选用的物质，仿照工业上制备硫酸的流程设计了下面的装置。

(1)根据上述设计，说明该的目的是；写出在沸腾炉内发生反的化学方程式；
(2)装置甲在本中的作用之一
是；
(3)装置乙中，在催化剂作用下每生成1mol SO3气体放出98.3kJ热量,则该反的热化学方程式为；
(4)反中要求乙反器内氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，控制这一比例的现象是：；时发现，丁装置在反过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象。

据此得出的下列结论中正确的是:
A、浓硫酸不能吸收产生的气体
B、水与三氧化硫的反是放热反
C、浓硫酸吸收的效果比水好
D、水的吸收效果比浓硫酸好
(5)上述装置有合理的，也有不合理的。

请就某一方面说说你对该装置的评价:。

27．工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图；反管中装有碘的淀粉溶液。

SO2和I2发生的反为（N2、O2不与I2反）：SO2＋I2＋2H2O→H2SO4＋2HI
(1)混合气体进入反管后，量气管内增加的水的体积于的体积（填写气体的分子式）。

(2)反管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2含量
（选填：偏高，偏低，不受影响）。

(3)反管内的碘的淀粉溶液也可以用代替（填写物质名称）。

(4)若碘溶液体积为V a mL．，浓度为Cmol·L－1，N2与O2的体积为V b mL（已折算为状况下的体积）。

用C、V a、V b表示SO2的体积百分含量为：。

(5)将上述装置改为简易装置，除导管外，还需选用的仪器
为．（选填下列编号）。

烧杯 b．试管 c．广口瓶 d．容量瓶 e．量筒 f．单孔塞 g．双孔塞
三、计算题
28.将0.8g某铁的硫化物在O2流里灼热，使硫氧化为SO2，再将所得SO2通过氧化剂使之完全转化为SO3，并与水化合完全转化为硫酸。

这些硫酸恰好与40mL、0.5mol/L NaOH溶液。

计算此种铁的硫化物中含硫的质量分数是。

29.某硫酸厂用接触法制硫酸的生产过程中，在煅烧黄铁矿时损失硫为5%(质量分数，下同)；在SO2的催化氧化时有92%的SO2转化为SO3；在吸收塔中损失SO3为0.6%。

现有含FeS295%的黄铁矿(杂质不含硫元素)100t，可制得98%的浓硫酸多少t。

参考答案：
1、D
2、A C
3、C
4、D
5、B
6、B
7、A
8、C
9、AC 10、BC 11、
D 12、AC 13、A 14、CD 15、D 16、B 17、A 18、C 19、C 20、C 21、
C 22、B 23、C
24、（1）SO2，氨水吸收 SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O（2）用石灰乳 Ca(OH)2+SO2=CaSO3+2H2O （3）水泥；砖；铁
25（1）2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O （2）SO3+H2O=H2SO4
26、(1) 比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果 4FeS2 + 11O2= 2Fe2O3+ 8SO2 (2)净化二氧化硫和氧气，吸收水分。

(3)2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g）△H=－196.6kJ/mol(4)甲装置中，通SO2气体的导管口冒泡的速率大约是氧气导管口的2倍； B、C(5)缺少尾气吸收装置
27．（1）N2、O2的体积（2）偏低（3）酸性高锰酸钾溶液或溴水（4）V SO2％＝22.4CV a/（22.4CV a＋V b）×100%（5）bceg或beg或ceg
28、40%
29、137.6t。