化工生产过程中的基本问题
课题1 化工生产过程中的基本问题
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、通过实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讨论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发展，帮助学生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课件课时安排 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]本课时谈一下化学生产过程中的基本问题[展示]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收三氧化硫，是否可以水来吸收，并阐述原因。
在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？三、生产中反应条件的控制1、工业合成硫酸的三个生产过程：造气, 催化氧化，吸收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。
吸收百分之九十八浓硫酸吸收生成发烟硫酸。
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，另一部分做吸收液循环使用。
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理想；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。
[展示]硫酸生产的实地照片四、硫酸工业中三废的处理[阅读]教材总结．1、尾气吸收2、污水处理3、环境保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约能源。
1.11_化工生产过程中的基本问题_基础
1.11化工生产过程中的基本问题【学习目标】1、认识工业上生产硫酸的反应原理；2、以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题；3、认识平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。
【要点梳理】要点一、接触法制硫酸2．原料：黄铁矿（主要成分是FeS 2）（或者硫）、空气、98.3%的H 2SO 4。
3．主要设备：①沸腾炉（制取SO 2的设备，用硫作原料不用此设备，我国现在还主要用黄铁矿为原料制H 2SO 4）；②接触室（制取SO 3的设备）；③吸收塔（制取H 2SO 4的设备）。
4．生产工艺流程：要点诠释：硫酸生产过程中三设备的两进两出；每套设备都有两进两出。
（1）沸腾炉两进：黄铁矿进口和空气进口。
两出：矿渣出口和炉气出口（炉气成分：SO 2、O 2、N 2、水蒸气以及一些杂质，砷、硒等的化合物及矿尘等）。
（2）接触室两进：冷反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和经过预热的热反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）。
两出：经过热交换器预热的热反应混合气出口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和反应后混合气出口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）。
（3）吸收塔两进：混合气进口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）和98.3%的H 2SO 4进口。
两出：供稀释用硫酸出口（主要成分：H 2SO 4、SO 3）和尾气出口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）。
5．SO 2接触氧化适宜条件的选择（1）温度：SO 2接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断可知，此反应在温度较低的条件下进行最为有利。
但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益来考虑，对生产不利。
在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，因为在这个温度范围内，反应速率和SO 2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。
（2）压强：SO 2的接触氧化也是一个总体积缩小的气体反应。
新人教版2019年高中化学选修2课时跟踪训练：一化工生产过程中的基本问题(附答案)
课时跟踪训练(一) 化工生产过程中的基本问题一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．有关接触法制硫酸的叙述不．正确的是( )A．硫黄和黄铁矿均可作为生产原料B．SO2转化为SO3，需在催化剂加热条件下进行C．热交换器可对生成气体冷却，对原料气体加热D．从吸收塔出来的硫酸经浓缩后可以变成发烟硫酸2．下列说法正确的是( )A．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥C．从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO33．在工业生产硫酸中，在吸收塔内用来吸收三氧化硫的是( )A．H2O B．稀硫酸C．浓硫酸D．氨水4．工业上生产硫酸，回收尾气中SO2气体，最好选用的是( )A．氨水B．NaOHC．Ca(OH)2D．浓硫酸5．接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是( )A．洗涤、干燥、除尘B．干燥、除尘、洗涤C．除尘、洗涤、干燥D．除去硒和砷的化合物6．为了提高硫酸工业的综合经济效益，下列做法正确的是( )①对硫酸工业生产中产生的废气、废渣、废液进行综合利用②充分利用硫酸工业生产中的“废热”③不把硫酸厂建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区A．① B．②C．③ D．①②③7.在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如右图)，图中在a、b、c处流入或流出的气体正确的是( )A．a处SO2、N2B．b处SO2、O2、N2C．a处SO3、O2D．c处SO3、N28．硫酸制造业中采取以下几种措施：①改进煅烧黄铁矿的技术；②氧化二氧化硫时使用催化剂；③在氧化二氧化硫的设备中安装热交换器；④将二氧化硫进行多次循环氧化；⑤回收利用尾气中的二氧化硫。
其中能减少酸雨产生的措施是( )A．①②④⑤ B．②③④⑤C．①②③④⑤ D．④⑤9．在制硫酸的工业中有以下反应：2SO2(g)＋O2(g)催化剂400～500 ℃2SO3(g) ΔH<0，下列说法错误的是( )A．生产中通入过量的空气，可以提高二氧化硫的转化率B．生产中选择400～500 ℃，不仅能增大反应速率，而且催化剂的活性好C．根据实际情况在生产中选择常压，可以提高综合经济效益D．在催化反应室被氧化生成的三氧化硫，进入吸收塔被水吸收制成硫酸10．有关硫酸工业综合经济效益的说法中，正确的是( )A．甲地有丰富的硫铁矿资源，水源、能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽然当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂B．为减少SO2对空气的污染，可以建筑高烟囱，使含SO2的尾气在高空扩散稀释，保证地面达到安全浓度C．硫酸生产过程排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体残渣、废酸和废水等D．选择硫酸厂厂址时，当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平，应先考虑经济利益的问题二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2＋O23(放热反应)。
化工生产流程中关于化学实验问题的解题策略研究
化工生产流程中关于化学实验问题的解题策略研究内容摘要：针对近年高考中所涉及到的化工生产流程试题中化学实验考点做了详细分析并有针对性的作了解题技巧的指点和分析。
关键词：化工生产流程实验解题技巧近年来，化工生产流程题已成为各地高考的热点题型，该类题型所考查的知识点概括性较强，不仅可以涉及到元素化合物知识点，而且还可以将化学基本概念、基本原理、化学实验及化学计算等知识要点有机组合，属于典型的学科内综合试题。
而该类化工生产流程题型中学生们常常对化工生产与化学实验的结合点感觉生疏，有时不知如何分析，为便于大家掌握该知识点，下面我们有针对性的例举说明化学实验在化工生产流程中具体考点及解题策略。
1.从化工生产流程中考查学生对实验仪器的识别及应用的掌握状况化工生产流程源于化工生产实际，而化工生产过程中所涉及到的各种设备状况最初又是源于化学实验中的相关仪器，所以在化工生产流程试题中常常会遇到一些涉及化学实验仪器的相关考点。
【解题技巧】①熟识化学实验仪器的名称及相关用途，并且能够绘画出相关的仪器图。
特别是在新课标下，一些学生们平时不太注意的仪器，如：三颈瓶（或三颈烧瓶）、布什漏斗、滴液漏斗、冷凝管等在新课标下新添加的“偏冷”化学仪器；②学会对化学仪器进行分类能够直接用于加热的仪器有：或玻璃【经典高考题回放】例如下面一些高考试题，不仅与化工生产有关，还常常与这些典型仪器的识别及使用方法有关，下面选取部分装置图供参考：2012年浙江理综试题28图 2012年新课标卷理综试题28图【经典试题再现】次硫酸氢钠甲醛(NaHSO 2·HCHO ·2H 2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。
以Na 2SO 3、SO 2、HCHO 和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下： 步骤1：在烧瓶中(装置如右图所示)加入一定量Na 2SO 3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO 2，至溶液pH 约为4，制得NaHSO 3溶液。
化工生产过程中的基本问题教案
化工生产过程中的基本问题教案一、教学目标1. 了解化工生产的基本概念和过程。
2. 掌握化工生产中常见的基本问题及其解决方法。
3. 培养学生的安全意识和环保意识。
二、教学内容1. 化工生产的基本概念和过程2. 化工生产中的安全问题3. 化工生产中的环保问题4. 化工设备的维护与保养5. 化工生产中的经济效益分析三、教学方法1. 讲授法：讲解化工生产的基本概念、过程和安全问题。
2. 案例分析法：分析化工生产中的实际案例，引导学生思考和解决问题。
3. 小组讨论法：分组讨论化工生产中的环保问题和设备维护保养方法。
4. 实践操作法：安排实地考察或模拟操作，增强学生的实际操作能力。
四、教学准备1. 教材或相关教学资源。
2. 投影仪或白板。
3. 教学案例材料。
4. 实地考察或模拟操作场地。
五、教学过程1. 导课：介绍化工生产的基本概念和过程，引发学生兴趣。
2. 讲解化工生产中的安全问题，分析事故原因和预防措施。
3. 分析化工生产中的环保问题，讲解环保法规和治理方法。
4. 讲解化工设备的维护与保养知识，强调设备的重要性。
5. 分析化工生产中的经济效益，引导学生关注企业盈利和成本控制。
6. 布置作业：让学生结合所学内容，分析实际案例并提出解决方案。
7. 组织学生进行实地考察或模拟操作，增强实际操作能力。
8. 总结与评价：总结本节课的重点内容，进行课堂小结。
六、教学评估1. 评估学生对化工生产基本概念的理解程度。
2. 评估学生对化工生产过程中安全问题的认识和处理能力。
3. 评估学生对环保问题的意识和对法规的了解。
4. 评估学生对设备维护保养知识的掌握情况。
5. 评估学生对化工生产经济效益的理解和分析能力。
七、教学反馈与调整1. 根据学生的评估结果，及时给予反馈，明确学生的强项和需要改进的地方。
2. 对于掌握不足的内容，安排额外的辅导时间或提供学习资源，帮助学生补缺补漏。
3. 根据学生的反馈，调整教学方法和内容，确保教学更贴近学生的学习需求。
高中化学选修2之知识讲解_化工生产过程中的基本问题_基础-
化工生产过程中的基本问题【学习目标】1、认识工业上生产硫酸的反应原理；2、以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题；3、认识平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。
【要点梳理】【：炔烃和气态烃燃烧#化学性质】 要点一、接触法制硫酸2．原料：黄铁矿（主要成分是FeS 2）（或者硫）、空气、98.3%的H 2SO 4。
3．主要设备：①沸腾炉（制取SO 2的设备，用硫作原料不用此设备，我国现在还主要用黄铁矿为原料制H 2SO 4）；②接触室（制取SO 3的设备）；③吸收塔（制取H 2SO 4的设备）。
4．生产工艺流程：要点诠释：硫酸生产过程中三设备的两进两出；每套设备都有两进两出。
（1）沸腾炉两进：黄铁矿进口和空气进口。
两出：矿渣出口和炉气出口（炉气成分：SO 2、O 2、N 2、水蒸气以及一些杂质，砷、硒等的化合物及矿尘等）。
（2）接触室两进：冷反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和经过预热的热反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）。
两出：经过热交换器预热的热反应混合气出口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和反应后混合气出口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）。
（3）吸收塔两进：混合气进口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）和98.3%的H 2SO 4进口。
两出：供稀释用硫酸出口（主要成分：H 2SO 4、SO 3）和尾气出口（主要成分：SO 2、O2、N 2等）。
5．SO 2接触氧化适宜条件的选择（1）温度：SO 2接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断可知，此反应在温度较低的条件下进行最为有利。
但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益来考虑，对生产不利。
在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，因为在这个温度范围内，反应速率和SO 2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。
化工生产过程中的基本问题教案
化工生产过程中的基本问题教案一、教学目标1. 让学生了解化工生产的基本概念和特点。
2. 使学生掌握化工生产过程中常见的基本问题及其解决方法。
3. 培养学生对化工生产安全、环保和质量控制的意识。
二、教学内容1. 化工生产的基本概念和特点1.1 化工生产的定义1.2 化工生产的特点2. 化工生产过程中的基本问题2.1 物料平衡问题2.2 能量平衡问题2.3 设备选型与工艺设计问题2.4 安全生产问题2.5 环保问题3. 解决化工生产基本问题的方法3.1 物料平衡的计算与优化3.2 能量平衡的计算与优化3.3 设备选型与工艺设计的依据和方法3.4 安全生产的措施和注意事项3.5 环保的法规和要求三、教学方法1. 讲授法：讲解化工生产的基本概念、特点和常见问题。
2. 案例分析法：分析具体案例，让学生了解化工生产中的实际问题及其解决方法。
3. 讨论法：分组讨论，引导学生主动思考和探索。
四、教学准备1. 教案、PPT和相关资料。
2. 案例分析所需的实际案例。
五、教学进程1. 导课：介绍化工生产的基本概念和特点，激发学生的兴趣。
2. 讲解：详细讲解化工生产过程中的基本问题及其解决方法。
3. 案例分析：分析实际案例，让学生了解化工生产中的实际问题及其解决方法。
4. 讨论：分组讨论，引导学生主动思考和探索。
5. 总结：回顾本节课的主要内容和知识点。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问了解学生对化工生产基本概念和问题的理解程度。
2. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，包括问题识别、解决方法和创新思维。
3. 作业完成情况：检查学生对课堂所学知识的掌握程度。
七、教学拓展1. 邀请化工企业的工程师或专家进行讲座，分享实际工作中的经验和案例。
2. 组织学生参观化工生产企业，深入了解化工生产过程和面临的挑战。
3. 开展小组项目，让学生设计一个小型化工生产流程，包括物料平衡、能量平衡和设备选型等。
高中化学选修二第一章笔记
高中化学选修二第一章笔记一、化工生产过程中的基本问题。
1. 依据化学反应原理确定生产过程。
- 以工业制硫酸为例：- 反应原理：- 造气：S + O_2{点燃}{===}SO_2（硫磺燃烧）或4FeS_2+11O_2{高温}{===}2Fe_2O_3+8SO_2（黄铁矿燃烧）。
- 催化氧化：2SO_2+O_2underset{}{overset{催化剂}{⇌}}2SO_3，这一步反应是可逆反应，反应条件对转化率影响很大。
- 吸收：SO_3+H_2O = H_2SO_4，实际生产中用98.3%的浓硫酸吸收SO_3，以防止形成酸雾，提高吸收效率。
- 反应条件的选择：- 温度：对于2SO_2+O_2underset{}{overset{催化剂}{⇌}}2SO_3，温度不能太高，因为该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低；但温度也不能太低，否则反应速率太慢。
实际生产中一般采用400 - 500^∘C。
- 压强：增大压强，平衡正向移动，有利于提高SO_2的转化率。
但压强过大，对设备要求高，成本增加，所以通常采用常压（因为在常压下SO_2的转化率已经较高）。
- 催化剂：使用催化剂（如V_2O_5）可以加快反应速率，缩短达到平衡的时间。
2. 原料与能源的合理利用。
- 原料的选择：- 要考虑原料的储量、开采成本、运输成本等因素。
例如在制硫酸时，硫磺和黄铁矿都可以作为制取SO_2的原料，硫磺制气过程相对简单，污染小，但我国黄铁矿储量丰富，所以黄铁矿也是常用的原料。
- 能源的利用：- 化工生产中需要消耗大量能源，要尽可能利用反应放出的热量。
如在制硫酸的过程中，造气阶段放出热量，可以用于预热进入反应装置的气体，提高能源利用率。
3. 生产过程的环境保护。
- 化工生产中的污染物：- 以制硫酸为例，主要污染物有SO_2、SO_3尾气，还有废渣（如黄铁矿燃烧后的氧化铁渣等）、废水（含有酸等污染物）。
- 污染的治理：- 尾气处理：对于SO_2尾气，可以用氨水吸收，SO_2+2NH_3·H_2O=(NH_4)_2SO_3+H_2O，(NH_4)_2SO_3+H_2SO_4=(NH_4)_2SO_4+SO_2↑ +H_2O，既可以消除污染，又可以回收SO_2。
WLC化工生产过程中的基本问题
硫磺或黄铁矿、空气、水 页思考与交流）
（2）、为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2) 作为原料生产硫酸?
硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单， 三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化，从 而降低成本。
接触室
思考： 吸收SO3 为什
么不用水或稀硫酸， 而 要 用 98.3% 的 浓 硫 酸？浓硫酸为什么必 须从塔顶喷下？
因为用水或稀H2SO4 溶液做吸收剂容易形成酸 雾且吸收速率慢； 液体由上向下流，气 体由下向上升，两者在逆 流过程中充分反应。
SO3
吸收塔
三、生产中反应条件的控制
复习回顾： 1、影响化学反应速率的因素有哪些？ 反应物浓度、温度、压强（对有气 体参加的反应）、催化剂 2、什么是化学平衡？ 指在一定条件下的可逆反应里，正反应 和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分 的浓度保持不变的状态。
高2015级
wu liang cai
第一单元
课题一
化工生产过程中的基本问题
【复习回顾】： 硫酸的性质
• (1)物理性质：硫酸是一种无色,难挥发,易溶于 水的油状液体。 • 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释 浓硫酸 水 硫酸时应该把______倒入____中，并 不断搅拌 ________。 • (2)化学性质： 吸水 脱水 • 浓硫酸具有酸性、______性、______性和 强氧化 ______性。
硫酸的用途
【总结 】
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• 硫酸是化学工业中的重要产品之一。首先硫酸大 量用于化肥和农药的生产，如每生产1吨的过磷 酸钙要消耗360公斤硫酸，化肥生产消耗占硫酸产 量的50%以上；在有机合成工业中，硫酸用于各 种磺化反应和硝化反应，生产醚、酯、有机酸、 也要消耗硫酸；在无机化学工业中，HF、H3PO4 等的生产及K、Fe、Cu、Zn、Al的硫酸盐的生产 等，都要消耗硫酸；在冶金工业及国防工业中， 如生产炸药；石油工业、染料、人造纤维、食品、 电池、搪瓷、医药、机械加工工业等许多部门， 都要用到硫酸。既然需要这么多硫酸，那么怎样 制取呢？
化学：第一单元课题1《化学生产过程中的基本问题》课件(新人教版选修2)
思考: 思考 为什么不主张用黄铁矿(主要成分 主要成分FeS2)作为原料生产硫酸 作为原料生产硫酸? 为什么不主张用黄铁矿 主要成分 作为原料生产硫酸
(二)硫酸工业原料的选择 二 硫酸工业原料的选择 硫O3 (s)+ 8SO2(g) 第一步： 第一步： 4FeS2(S) +11 O2 (g) 第二步： 第二步： 2SO2(g) + O2 (g) 第三步： 第三步： SO3 (g) + H2O(l)
2. 如何处理废水中的酸性物质? 如何处理废水中的酸性物质?
用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和. 用石灰浆 或石灰石粉中和
3. 如何利用废渣和生产过程中的产生的 大量热能? 大量热能
废渣:分离后循环利用 剩下的作铺路用的 废渣 分离后循环利用,剩下的作铺路用的 分离后循环利用 沥青或用于制砖
能量的充分利用
化工生产过程:
• • • • • • (1)确定化学反应原理 (2)选择原料 (3)选择设备和工艺流程 (4)三废处理(环境保护) (5)能源的利用(综合经济利益) (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问 题）
小结:(本节课重点)
• • • • • • 1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” : 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” 三种原料: 硫磺 或黄铁矿 空气 和水 三种原料 硫磺(或黄铁矿 空气,和水 或黄铁矿),空气 三个反应: 三个反应 三个生产过程: 造气,催化氧化 三个生产过程 造气 催化氧化 吸收 催化氧化,吸收 三个主要设备: 三个主要设备 沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔 ,接 ,吸收塔 硫酸工业生产的三个适宜条件 三个适宜条件: 硫酸工业生产的三个适宜条件
化工过程中的基本问题
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 综合经济效益
以硫酸工业为例 反应原理 原料选择 反应条件 三废处理 能量利用
(一)硫酸工业生产的原理
1、以硫磺为原料
S (s)+ O2 (g) 第一步：
高温
SO2(g)
催化剂
第二步：2SO2 (g) + O2 (g) 第三步： SO3(g)+ H2O(l)
2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
产品
2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O
副产品
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，制作步骤简单。
缺点：
副产物氯化钙的处理，食盐的利用率 不高，大约只有70%。
表1-4 20 ℃时一些物质在水中的溶解度/g
精制
(二)合成氨的基本生产过程
3.合成与分离
合成塔→ NH3约15%， 液化分离， N2、H2循环 使用
工业合成氨的工业流程 3
用图式表示合成氨的流程图
原料气 的制取
净 化
合 成
分 离
液氨
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（索尔维制碱法）
CaCO3=CO2+CaO
CaO+H2O=Ca(OH)2
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
原料Ⅱ
2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O
特点：生产过程中所需的氨和二氧化碳都 是由合成氨厂提供的，从滤出碳酸氢钠后 所得的母液中可回收氯化铵，因此，它保 留了氨碱法的优点，克服了它的缺点使氯 化钠的利用率提高到了96％以上，尽管增 加了设备循环处理的量，也会加重设备的 腐蚀，但经济上完全可以补偿此法的不足。 联合制碱法既体现了大规模生产的优越性， 也是综合利用原料、降低成本、减少环境 污染的典型代表。
化学ⅱ人教新课标1.1化工生产过程中的基本问题教学设计
化学ⅱ人教新课标1一、教学目标1. 以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些差不多问题。
2. 了解合成氨的反应原理、差不多生产过程和合成氨工业进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缘故、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。
初步认识差不多化工产品的种类、资源和进展概况等。
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）等属于典型的差不多化工产品，它们的生产是化学工业及其进展的基础，而了解化工生产过程中的差不多问题也是学习《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差不多问题的学习，能够关心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. 内容的选择与出现教科书表达以社会需求为导向、以化学研究基础上的技术进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——生产过程及其进展”为线索构建单元体系。
除了这一整体设计外，本单元也表达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，教学内容的选择和出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，以生产差不多问题（如原料及其综合利用、能量的利用、反应条件的操纵、环境爱护等）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，而只是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同意能力。
在某种程度上，教科书也表达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。
2019-2020年人教版高中化学必修2教学案 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含答案
课题1化工生产过程中的基本问题依据化学反应原理确定生产过程 [自读教材·夯基础]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。
化工生产中中的基本问题
化工生产中中的基本问题（的问题）1、分析目标产物的元素组成的目的是什么？2、再分析目标产物的性质的目的是什么？3、如何由硫或黄铁矿直接制的硫酸？4、制取硫酸过程中中间产物是什么？5、在制硫酸过程中选择什么氧化剂？为什么？6、用化学反应表示工业制硫酸的化学反应原理7、叙述工业制硫酸的生产流程8、催化反应的条件是什么？9、净化和干燥的目的是什么？10、在生产硫酸使用什么物质吸收三氧化硫生成硫酸？为什么？11、如何储运浓硫酸？12、什么是发烟硫酸？13、生产硫酸的三个阶段是什么？14、评价用硫黄和用黄铁矿制硫酸15、硫酸工厂厂址的选择时需考虑的因素？16、工业生产硫酸选择反应条件时主要针对哪个反应？为什么？17、选择了什么条件？18、该反应的特点是什么？19、从化学平衡角度该反应宜采取的条件是什么？20、从化学反应速率角度考虑宜采取什么条件？21、选择温度的依据是什么？22、什么是三废？23、工业制硫酸尾气吸收再利用的反应方程式。
24、实验室吸收该尾气的反应方程式25、工业制硫酸过程中废液用什么处理？相比其他物质选这些物质的原因是什么？26、废渣有效利用有哪些方面？27、在工业之硫酸过程中哪些环节需要提供能量？28、在硫酸的生产过程中哪些环节释放能量？与吸收能量的关系是什么？29、工业生产硫酸的主要环节有哪些？30、化工生产过程中需要考虑的基本问题有哪些？31、工业制硫酸过程中有哪五个三？具体内容是什么？32、生产硫酸过程中使用的资金中那些事预处理投入A、买原料B、设备C、存储容器D、灭火器E、石灰石粉F、厂房化工生产过程中的基本问题教案一、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。
化工生产安全基本知识（三篇）
化工生产安全基本知识化工生产安全是指在化工生产过程中，采取一系列的安全措施和管理措施，防范事故的发生和减少事故的危害。
化工生产涉及到各种危险品和高温高压等条件，如果不加强安全管理，就有可能引发火灾、爆炸、泄漏等严重事故，造成人员伤亡和财产损失。
因此，化工生产安全是非常重要的。
以下是化工生产安全的基本知识。
1.安全意识：安全意识是化工生产中必不可少的基本知识。
所有从事化工生产的人员都应该具备安全意识，时刻关注安全问题，预见潜在的危险，并采取相应的防范措施。
只有增强安全意识，才能有效避免事故的发生。
2.危险品的认识：化工生产过程中常常涉及到各种危险品，包括易燃、易爆、有毒、腐蚀等物质。
了解这些危险品的性质、特点和危害，能够更好地防范事故的发生。
每一种危险品都有相应的安全操作规程和处理方法，必须掌握和遵守。
3.安全生产规程：各个化工企业都应该建立完善的安全生产规程，并向所有从业人员进行培训，使他们熟悉规程的内容，并且能够严格遵守。
安全生产规程包括工艺操作规程、应急处理措施、事故报告和调查等方面的内容，能够帮助人员应对各种紧急情况。
4.防火安全：化工生产现场往往存在着大量的易燃材料和高温设备，容易引发火灾。
因此，在化工生产过程中，必须严格遵守防火规定，加强防火设施的建设和维护，并且定期进行消防演练和安全检查，确保火灾的扑灭和人员的安全疏散。
5.泄漏事故的应对：泄漏是化工生产中常见的事故形式之一，容易造成毒性气体泄漏、防腐材料泄漏等情况。
在发生泄漏事故时，必须立即采取措施进行封堵和清除，确保泄漏物质不会进一步扩散和危害人员。
同时，也需要及时通知相关部门和专业人士进行处理。
6.个人防护装备：从事化工生产的人员应该正确使用个人防护装备，如安全帽、安全眼镜、防护服、防毒面具等。
这些装备能够有效地保护人员的安全，防止事故发生时受到伤害。
因此，正确选择和使用个人防护装备非常重要。
7.安全培训和教育：化工企业应该定期组织安全培训和教育活动，提高从业人员的安全意识和安全知识水平。
电石乙炔法生产氯乙烯
电石乙炔法生产氯乙烯简介氯乙烯是一种无色、可燃、有刺激性气体，广泛用于生产聚氯乙烯（PVC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等重要化工产品。
电石乙炔法是目前主要的氯乙烯生产方法之一，本文将介绍电石乙炔法的基本原理、工艺流程以及生产过程中应注意的问题。
基本原理电石乙炔法利用电石（也称为石灰石）通过加热分解产生的乙炔气与氯气反应制备氯乙烯。
乙炔气和氯气经过氯化反应生成氯乙烯，副产物为氯化氢（HCl）。
工艺流程电石乙炔法生产氯乙烯的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.原料准备：电石乙炔法的主要原料包括电石和氯气。
电石是一种含有高达40%以上的可分解乙炔气体的石灰石，需要通过破碎、研磨等工艺制备成一定粒度的粉末。
氯气则是通过电解盐水制备得到。
2.电石分解：将电石进入分解炉中进行加热分解。
通常，分解温度为900 - 950摄氏度，产生的气体主要是乙炔和一小部分氢气。
3.氯化反应：将分解得到的乙炔气体与氯气进行氯化反应。
反应温度通常为400 - 500摄氏度，反应产生的气体中主要是氯乙烯和氯化氢。
4.分离和纯化：通过冷凝和洗涤等工艺将反应产物中的氯乙烯和氯化氢分离，并通过稀碱洗涤来去除残余氯化氢。
5.精馏和尾气处理：对分离得到的氯乙烯进行精馏，提高纯度，并对产生的尾气进行处理，以减少对环境的污染。
注意事项在电石乙炔法生产氯乙烯过程中，需要注意以下几个问题：1.安全生产：氯乙烯具有刺激性和可燃性，操作人员需要严格遵守操作规程，注意防护措施，并确保设备和工艺的安全可靠。
2.能耗控制：电石乙炔法生产氯乙烯的过程能耗较高，需要注重能源的利用和节约，减少能源消耗。
3.环境保护：电石乙炔法产生大量氯化氢尾气，其中含有有害物质，需要进行有效的处理，以减少对环境的影响。
4.产品质量控制：氯乙烯是重要的化工原料，需要对生产过程进行严格控制，确保产品质量稳定。
5.废弃物处理：生产过程中会产生一些废弃物，如废酸液、废碱液等，需要进行妥善处理，防止对环境造成污染。
人教化学选修二化学与技术同步配套课件：1.1化工生产过程中的基本问题
知识点1
知识点2
知识点3
解析：(1)根据表格中的数据可以看出,在相同压强下(如在0.1
MPa下),升高温度(如由400 ℃升高到500 ℃)时,SO2的转化率降低
(由99.2%降低为93.5%),即升高温度时,此化学平衡向逆反应方向移
动,而升高温度,化学平衡应该向吸热反应方向移动,所以此反应的
反应物浓度,能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动,以
充分提高原料利用率。
(2)热交换原理:在接触室中生成的热量经过热交换器,传递给进
入接触室需要预热的混合气体,为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫
的吸收创造了有利条件。
(3)逆流原理:液体由上向下流,气体由下向上升,两者在逆流过程
中充分反应。
一
二
三
2.污水处理
硫酸生产过程中的污水,含有酸性杂质,可用石灰乳进行中和处
理。
3.废渣的利用
炉渣和矿灰可作为炼铁的原料,废渣还可作为制造水泥的原料或
用于制砖。
一
二
三
四
五
硫酸生产过程中的污水中含有酸性物质,为减小其对环境的危害
应如何处理?
提示可用碱性物质将其中和,如用石灰乳或纯碱处理废水。涉及
的化学方程式为
过程可以分成SO2的生成和SO2转化为SO3两个阶段。
一
二
三
四
五
(2)工业制硫酸的过程及反应原理。
工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段。以硫黄
为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表示为:
①S(s)+O2(g)
②2SO2(g)+O2(g)
③SO3(g)+H2O(l)
SO2(g)(放热反应)
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生产中反应条件的控制 硫酸工业生产的适宜条件:
❖ 思考： ❖ 1、压强的增大,SO2的转化率__提__高_ ❖ 2、是否压强越高越好 ? 成本和能量消耗高
工业生产中往往还要考虑成本和能量消耗等问题
应选择压强（2）常压
生产中反应条件的控制
硫酸工业生产的适宜条件:
❖ (1)400~5000C ❖ (2)常压 ❖ (3)适当过量的空气
SO2 O2
SO2 O2
沸 腾 炉图片
SO2 O2
接 触 室图片
❖ 能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是_______ ❖ A．NaOH溶液、酚酞试液
❖ B．KMnO4溶液、稀H2SO4 ❖ C．碘水、淀粉溶液
❖ D．氨水、酚酞试液
生产中反应条件的控制
硫酸工业生产的适宜条件:
催化剂
2SO2 (g) + O2 (g)
催化剂 加热
2SO3(g)
第三步：SO3(g)+ H2O(l)
H2SO4(l)
(吸收) 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3
(二)硫酸工业原料的选择
硫酸生产反应式
高温
S (s)+ O2 (g)
SO2(g)
高温
4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)
硫磺or黄铁矿？需考虑哪些因素？
3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成
主要反应： SO3 + H2O = H2SO4 主要设备： 吸收塔
浓H2SO4
至尾气处理
尾气吸收
Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+H2O+SO2↑
SO3
超浓H2SO4
循环利用
(三)硫酸工业生产的三个主要设备
98.3%H2SO4
400-500℃ V2O5
2SO3 (g)
二氧化硫与氧气是在催化剂的表面上 接触时起反应的，接触室和接触法的 名称由此而得。
二、接 触 法 制 硫 酸
3 . 三氧化硫的吸收和硫酸的生成
主要反应： SO3 + H2O = H2SO4 主要设备： 吸收塔
为什么不用水来吸收三氧化硫？
三氧化硫与水化合时，放出大量热。 易形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收。 产物叫发烟硫酸
制取硫酸流程图P5图1-2
S O2
SO2 FeS2 O2
O2
V2O5
SO3 H2O H2SO4
概括为：三个阶段，三个方程，三个设备
(三)硫酸工业生产的三个主要设备
98.3%H2SO4
SO2 O2
SO2 O2
沸 腾 炉图片
SO2 O2
接 触 室图片
接触法制硫酸
1 . 二氧化硫的制取和净化
高温
主要反应： 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
2SO3 (g)
❖ 思考：
△H<0
❖ 1、采取哪些措施能加快反应速率？
❖ 2、采取哪些措施能提高SO2的转化率？
❖ 3、温度升高,SO2的转化率_降__低__
注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温 度下催化剂的活性.
低温下催化剂的活性不高，400～5000C催化剂活性较高
应选择温度:(1)400~5000C
思考:
1. 自然界中存在的含硫的主要物质有哪些?
2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?
(一)硫酸工业生产的原理
硫酸生产反应式
以硫磺为原料:
第一步：
高温
(造气) S (s)+ O2 (g)
SO2(g)
高温
4FeS2(S) +11 O2 (g)
2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)
(催第化二氧步化：)2SO2 (g) + O2 (g)
生产中的三废处理
1. 如何处理尾气中的SO2?
工业：ＳＯ２ Ｃa（ＯＨ）２ ＣaＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４ ＳＯ２（重新利用） 实验室： ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ
2. 如何处理废水中的酸性物质? 用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和. 3. 如何利用废渣和生产过程中的产生的
大量热能?
废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
❖ 2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法.
(1)已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据 推断此结论？
❖ (压2而)在不4是00高℃压～，5主00要℃原时因，是S：O2的催化氧化采用常 ❖ (率3？)选择适(填宜“的是催”化或剂“，否是”否)可，以是提否高可S以O增2的大转该化反
走进化学工业
课题一
化工生产过程中的基本问题
化工生产过程:
❖ (1)确定化学反应原理 ❖ (2)选择原料 ❖ (3)选择设备和工艺流程 ❖ (4)三废处理(环境保护) ❖ (5)能源的利用(综合经济利益) ❖ (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）
硫酸的用途
硫酸的性质
❖ (1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水 的油状液体。
主要设备： 沸腾炉
黄铁矿
SO2 O2 N2
炉气 炉 水蒸气 对设备和生产有不良影响气 砷和硒的化合物 Nhomakorabea矿尘
使催化剂中毒
净化措施：除尘 洗涤 干燥
废渣的利用：
空气
炉渣
炼铁、制造水泥、制砖、提炼贵重金属
二、接 触 法 制 硫 酸
2 . 二氧化硫氧化成三氧化硫
主要反应：2SO2(g) + O2 (g)
主要设备：接触室 （转化器）
应所放出的热量？______(填“是”或“否”)； ❖ (收4S)为O提3；高SO3吸收率，实际生产中用_________吸
能量的充分利用
硫酸生产过程中的三个化学反应都是 放热反应，可以充分利用这些反应放 出的热能(工厂里把它们叫做“废热”) 以降低生产成本。
小结:(本节课重点)
❖ 1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” : ❖ 三种原料: ❖硫磺(或黄铁矿),空气,和水 ❖ 三个反应: 造气,催化氧化,吸收 ❖ 三个生产过程: ❖ 三个主要设备: 沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔 ❖ 硫酸工业生产的三个适宜条件:
❖ 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫 酸时应该把_浓_硫__酸__倒到__水____中,并不__断__搅_拌.
❖ (2)化学性质: ❖ 浓硫酸具有酸性,__吸_水___性,__脱_水___性和
__强_氧__化_性.
思考: 自然界中有没有天然的硫酸，若无，
硫存在方式？
工业上如何制取硫酸?
(一)硫酸工业生产的原理