2017_2018学年高中化学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课件新人教版选修2
高中化学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素材新人教版选修2
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合作共赢请你和同学一起组织一次参观活动。
活动主题：参观硫酸厂目的：了解硫酸厂的设备、生产过程及厂址的选择等。
步骤：（1）联系附近的生产厂家。
（2）说明参观的注意点。
（3）组织参观。
①听取关于硫酸生产的工业流程、生产发展（包括“三废”治理的革新）及经济、社会效益的报告。
②用参观——提问——讨论的程序，重点了解硫酸生产现场的知识。
例如在转化工段，在转化器和热交换器前，请工程师介绍净化工段的炉气（SO2、O2）经外热交换器预热后进入热交换器，是为了适应铁触媒的起燃温度，保证有较高的转化反应速率，也为了在转化器中进行温度渐低的分段转化，以提高SO2的转化率，并使转化气（SO3等）在吸收制酸之前被冷却，保证吸收时有很高的吸收率（≥99.9%）。
（4）写出总结报告。
交流讨论：（1）该厂的厂址选择与什么有关？（2）原料的选择要考虑哪些因素？（3）为提高经济效益采取了哪些措施？（4）该厂硫酸生产中废气、废液、废渣的来源和治理方法是什么？（5）在参观中学到哪些课本上没有学到的知识？见仁见智生产硫酸通常可以选择多种原料多种方案。
下面是几位同学就制硫酸的方法发表不同的看法，请你查阅相关的资料比较以下说法的优缺点发表将来我国硫酸工业发展趋势的看法。
小强说：硝化法生产硫酸是借助于氮的氧化物使二氧化硫氧化制硫酸，可以在气相中也可以在液相中进行。
这为我们条件的选择可以提供多条途径。
小丽说：目前的接触法制硫酸成品酸的浓度高、质量纯，是一种最好的方法。
小明说：生产硫酸最古老的方法是煅烧绿矾，比较简便易行，仍然可用。
虽说接触法有它的优点，但炉气的净化和精制比较复杂。
我的观点：________________________________________________________________。
1。
高中化学 第一单元 走进化学工业 课题1 化学
促敦市安顿阳光实验学校第一单元 课题1 化工生产中的基本问题一、选择题1. 下列说法正确的是( )A ．在设计化工生产的化学反条件时，只要将化学反的特点和化学反理论相结合进行全面分析就没问题了B ．在设计化工生产的化学反条件时，若化学反的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C ．在工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适条件是高温、高压和催化剂D ．在2SO 2＋O 225V O 450℃2SO 3中，对“450 ℃”的选择，来自对反物性质和催化剂性质的综合考虑 答案：D 解析：解答：在设计化工生产的化学反条件时，若化学反速率过高而对生产不利时，就要考虑施加负催化剂的问题。
分析：本题考查化学工艺原理选择中反条件的判断，需要从反速率和化学平衡以及生产实际方面进行考虑。
2. 工业上制取硫酸，回收尾气中的废气常选用的试剂是 ( )。
A ．氨水 B ．NaOH C ．H 2SO 3 D ．H 2SO 4答案：A 解析：解答：用氨水吸收尾气中的SO 2，回收利用后还可生产化肥，且氨水价格较低。
分析：工业制硫酸的尾气是二氧化硫，属于酸性气体，该用碱性物质吸收，并且需要考虑经济社会效益。
3. 下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是( )A ．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化B ．焙烧硫铁矿的反中，二氧化硫是唯一的氧化产物C ．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D ．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收 答案：D解析：解答：A 项中，炉化需要经过净化，除杂处理；B 项中，锻炼FeS 2时，铁元素和硫元素均被氧化；C 项中，反正向为放热反，高温不利于SO 3的合成。
分析：本题考查硫酸工业中的实际操作，熟练掌握硫酸工业中二氧化硫的制取、净化、催化氧化、三氧化硫的吸收是解题的关键。
4. 下列关于室制取硫酸的说法中，错误的是( )A ．室制取硫酸和化工厂制取硫酸原料相同，只有接触法反中“设备”的大小不同B．二氧化硫与氧气在催化剂的表面上接触时发生反，所以这种制硫酸的方法称为接触法制硫酸C．过程中所得尾气用水直接吸收后，滴入BaCl2溶液可检验H2SO4的生成D．本在通风橱中进行答案：A解析：解答：室制硫酸与化工厂制取硫酸的原料是不同的，工业制硫酸中使用的二氧化硫是煅烧硫铁矿或者是燃烧硫黄得到的，故A是错误的；B是接触法制硫酸的义，故正确；在过程中尾气含有SO3和SO2，同时被水吸收后，溶液中存在SO42－、H2SO3，滴入BaCl2后，只有BaSO4可以形成沉淀，故可检验有H2SO4生成，C 正确；本的尾气中含有二氧化硫气体，而二氧化硫有毒，所以该在通风橱中进行，故D是正确的。
高中化学 第一单元 走进化学工业 课题1 化学生产过程中的基本问题教案 新人教版选修2
化工生产过程中的基本问题一、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。
2.培养既会独立思考，又能与人合作的能力。
二、教学重点化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理；平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用三、教学难点化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理四、教学方法讨论探究多媒体五、课时安排2课时六、教学过程[课程引入]一个生产工艺的实现，涉及许多问题。
如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、工艺流程、环境保护以及综合经济效益等等。
本节课我们就以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。
[投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。
可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。
[设疑]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。
[学生讨论并归纳]生产H2SO4 的主要化学过程可以分为SO2 的生成和SO2转化为SO3两个阶段。
[提问]如果以硫磺为原料制硫酸，你能试着用方程式表示制硫酸的反应原理吗？[交流讨论并归纳板书]2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)[讲述]知道了生产硫酸的原理，那我们就一起学习生产中原料的选择。
[板书]二.生产中的原料选择[设疑]为什么不主张用黄铁矿作为原料，而要选择硫磺？[讨论归纳]由于生产过程中产生的废弃物太多，处理成本高，所以选择硫磺、空气和水作为生产硫酸的原料。
[投影]硫酸生产的主要设备[讲述]在实验室化学反应是在一定条件下进行的，所用仪器比较简单，自动化程度不高，而在我们的工业生产中需要根据实际情况来选择合适的反应条件。
高中化学 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教案高二化学教案
【第一单元走进化学工业】之小船创作课题1化工生产过程中的基本问题教学目标分析课标解读1．依据化学反应原理，掌握生产硫酸的基本流程。
2．了解硫酸工业生产中原料、厂址和规模的选择。
3．了解硫酸生产过程中反应条件的控制及能量的综合利用。
4．了解化学科学实验与化工生产的区别。
5．了解工业生产中三废处理的方法，防止环境污染。
重点难点1.掌握硫酸工业生产中的“三原料、三阶段、三设备、三反应”。
(重点)2.能运用化学平衡原理分析二氧化硫催化氧化反应的适宜条件，了解硫酸生产过程中反应条件的控制。
(重难点)教学方案设计新课导入硫酸是一种重要的基本化工原料，也是一个国家化学工业生产能力的重要标志。
生产硫酸最古老的方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸，所以古代称硫酸为“绿矾油”。
你了解现代工业生产硫酸的流程吗？你了解工业生产中怎样处理“三废”防止环境污染吗？让我们共同学习本课题知识掌握化工生产过程中的基本问题。
课前自主导学依据化学反应原理确定生产过程1.化工生产与化学反应的关系化工生产依据化学反应原理符合化学反应规律基础实验室研究2．确定化工生产反应原理与过程的一般方法对于某一具体的化工产品，研究生产过程要从产品的化学组成和性质考虑，来确定原料和生产路线。
3．确定化工生产反应原理与过程的案例研究——生产硫酸(1)原料：从H2SO4的组成看，原料应该是自然界存在的含硫的物质，如硫黄、黄铁矿(主要成分是FeS2)等。
(2)步骤：生产硫酸的主要化学过程可以分成SO2的生成、SO2转化为SO3和SO3转化为硫酸三个阶段。
(3)原理：工业制硫酸的“三阶段”与“三反应”造气以S为原料S＋O2=====点燃SO2以黄铁矿为原料4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2催化氧化2SO2＋O2催化剂Δ2SO3吸收SO3＋H2O===H2SO4生产中反应条件的控制1.生产中反应条件的选择在化工生产中要通过反应条件的控制使化学反应速率和反应物的转化率都比较理想，还要同时考虑控制某些反应条件的成本和实际可能性。
高中化学第一单元走进化学工业课题化学生产过程中的基本问题时教案新人教选修
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【教学目标】1.了解生产硫酸的基本流程2.了解生产中原料的选择3. 了解化学科学实验与化工生产的区别。
4.注意生产中的三废处理，防止环境污染【学习过程】一、依据化学反应原理确定生产过程1.工业制备硫酸，要从以下的几个方面考虑（1）采用的原料应该是自然界中的含物质，如、。
（2）生产过程中，要先使硫元素转化成，再把转化成，再与水反应制得。
2.思考与交流：工业生产上制备硫酸的基本原理（1）以S为原料制备SO2化学反应方程式，（属反应）（2）利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3化学反应方程式，（属反应）（3）三氧化硫转化成硫酸化学反应方程式，（属反应）3.工业制硫酸主要生产流程见课本P5二、生产中原料的选择1.思考与交流：我国生产硫酸需考虑的问题（1）从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用制硫酸优于用制硫酸。
（2）我国天然硫资源，而且开采条件。
（3）我国黄铁矿储量比天然硫要。
（4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程、设备、三废少，劳动生产率，易于设备。
（5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸，三、生产中反应条件的控制1. 硫酸工业生产的三个主要设备是 、 、 。
2.阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO 2转化为SO 3二氧化硫催化氧化的反应方程式 ，属 _____________反应。
思考:是否温度越低越有利于SO 2 转化为SO 3 ? 2、提示：应选择温度:(1)低温(400~5000C)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3.阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO 2的转化率_____思考:是否压强越高越好 ?3、提示：应选择压强:常压 注意:工业生产中压强的选择：往往还要考虑成本和能量消耗等问题。
四、生产中三废处理 1.如何处理尾气中的SO 2? 工业：ＳＯ２2Ca(OH)Ｃa ＳＯ３2 （重新利用）主要反应式 、。
(新)高中化学第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题第1课时教案新人教版选修21
你想是如何的人，你就是如何的人；你想成为如何的人，你离这个目标就不会太远。
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【教课目的】1.认识生产硫酸的基本流程2.认识生产中原料的选择3.认识化学科学实验与化工生产的差别。
4.注意生产中的三废办理，防备环境污染【学习过程】一、依照化学反响原理确立生产过程1.工业制备硫酸，要从以下的几个方面考虑（1）采纳的原料应当是自然界中的含物质，如、。
（2）生产过程中，要先使硫元素转变成，再把转变成，再与水反响制得。
2.思虑与沟通：工业生产上制备硫酸的基根源理（1）以 S为原料制备 SO2化学反响方程式，（属反响）（2）利用催化氧化反响将SO2氧化成 SO3化学反响方程式，（属反响）（3）三氧化硫转变成硫酸化学反响方程式，（属反响）3.工业制硫酸主要生产流程见课本 P5二、生产中原料的选择1.思虑与沟通：我国生产硫酸需考虑的问题（1）从基建投资、加工花费及环保方面考虑，用制硫酸优于用制硫酸。
（2）我国天然硫资源，并且开采条件。
（3）我国黄铁矿储量比天然硫要。
（4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程、设施、三废少，劳动生产率，易于设施。
（5）因为原料多需入口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸，三、生产中反响条件的控制1.硫酸工业生产的三个主要设施是、、。
2.阅读 P6 表 1-1, 思虑温度较 ____时 , 越有益于 SO2转变为 SO3二氧化硫催化氧化的反响方程式，属_____________反应。
思虑 : 能否温度越低越有益于SO2转变为 SO3 ?2、提示：应选择温度:(1)低温(400~5000 C)注意 : 工业生产中反响温度的选择常常还要考虑该温度下催化剂的活性3.阅读 P6 表 1-2, 思虑压强的增大 ,SO2的转变率 _____思虑 : 能否压强越高越好?3、提示：应选择压强: 常压注意:工业生产中压强的选择：常常还要考虑成本和能量耗费等问题。
四、生产中三废办理1.如何办理尾气中的 SO ? 2工业：ＳＯ２Ca(OH)2ＣaＳＯ３H SO SO24（从头利用）2主要反响式、。
高中化学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课件新人教版选修2
[例 2] 工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将 SO2 转化为 SO3 是一个关键步骤。压 强及温度对 SO2 转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为：SO2 7%，O2 11%， N2 82%)：
0.1 0.5 1 10
400
99.2 99.6 99.7 99.9
500
93.5 96.9 97.8 99.3
解析：冷却到 15 ℃，SO3 将会成为固体，而 SO2、O2 仍是气体，硫黄虽是固体但在接 触室中不可能有它的存在。 答案：A
要点二 硫酸工业生产中反应条件的选择
1．影响硫酸生产效率的因素分析 (1)接触氧化的反应为： SO2(g)＋12O2(g)催△化剂SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。 这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应，低温高压有利于 SO3 的生成。
[答案] (1)压强一定时，温度升高，SO2 转化率下降，说明升温有利于逆反应进行，所 以正反应为放热反应 (2)增大压强对提高 SO2 转化率无显著影响，反而会增加成本 (3)否 否 (4)浓硫酸 (5)9.83×109 kJ
[方法规律] 化工生产条件的选择是理论联系生产实际,的一个重要应用，在选择生产条件时既涉及 外界条,件对化学反应速率和化学平衡的影响，又要考虑生产实际问题。在学习时应对 合成二氧化硫的催化氧化的生产条件的选择充分理解、熟练掌握，并学会举一反三。
课题1 化工生产过程中的基本问题
1．掌握接触法制硫酸的化学反应原理，并了解其生产过程和几个典型 设备。 2．应用化学反应速率和化学反应的限度，分析并掌握硫酸工业适宜条 件的选择。 3．了解防止硫酸工业“三废”造成污染和“废热”利用的初步知识。 认识环境保护与节约的意义，强化环保与节约意识。
2018届高中化学第一单元走进化学工业1.1化工生产过程中的基本问题同步配套练习新人教版
课题1 化工生产过程中的基本问题课时过关·能力提升1以下有关接触法制硫酸的论述错误的是( )A.为提高反应速率和原料利用率,黄铁矿要在“沸腾”状态下燃烧B.为防止催化剂中毒,气体在进接触室前要先净化C.接触室中热交换器的主要作用是预热未反应的气体和冷却反应后的气体D.吸收塔中SO3从下往上升,水从上往下喷,剩余气体从上部出来循环利用解析：为防止形成酸雾并提高吸收速率,三氧化硫是被浓硫酸吸收的,而不是被水吸收。
答案：D2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.充分利用三个反应放出的热能,来降低生产成本B.为了防止尾气的污染,可将尾气用石灰水吸收生成CaSO3,再用硫酸处理得到含量较高的SO2C.硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的地区,远离硫酸消费中心D.生产过程中产生的废渣可作为炼铁的原料,也可作为制造水泥的原料解析：硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的地区。
而远离硫酸消费中心,势必造成运输成本增加、环境污染等问题。
答案：C3关于对SO2混合气体净化的目的叙述正确的是( )①除尘(除去矿尘)防止催化剂中毒②洗涤(除去砷、硒等的化合物)防止催化剂中毒③干燥(除去水蒸气)防止催化剂中毒④干燥(除去水蒸气)防止对设备和生产造成不良影响A.①②③④B.①②③C.③④D.①②④解析：除去水蒸气的目的不是防止催化剂中毒,而是防止其对设备和生产造成不良影响。
答案：D4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催化反应室(见下图),下列有关说法中错误的是( )A.采用热交换装置,能充分利用“废热”,降低生产成本B.预热含有二氧化硫的混合气体,有利于催化氧化C.A处流出的气体为SO2和O2D.预热SO3,有利于被浓硫酸吸收解析：原料SO2、O2从装置左侧中间进入热交换器,吸收热量后由A处流出再进入催化反应室发生反应,并放出大量的热,而热交换器的作用是把一部分热量交换给刚进入热交换器的原料气,然后由下端流入下一个装置,SO3温度过高不易被吸收,所以下端出来的气体温度较低,这也是热交换器的作用之一。
高中化学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学案新人教版选修2
课题1 化工生产过程中的基本问题名师导航知识梳理1.化工生产过程中的基本问题（1）生产过程：化工生产以_________为依据，以_________为基础，任何生产的完成都要符合_________规律。
如从原料到产品必须遵循元素种类守恒、元素原子个数守恒、氧化还原规律、能量守恒规律、化学_________理论及化学_________理论等。
（2）原料选择：综合考虑_________原理、_________选择、原料、能源、工业用水、存贮、运输、预处理、环保等因素。
（3）条件控制：根据_________特征（如可逆性、热效应、体积变化等）、_________原理（如能量守恒、质量守恒、化学平衡、化学反应速率）来综合考虑温度、浓度、压强、催化剂的使用及物质的聚集状态等。
（4）三废处理：根据生产中的_________、_________及_________的性质决定回收、吸收及无害化处理排放等事宜。
（5）能量利用：根据反应的___________、热值、热容决定___________、废热利用方式等。
2.硫酸的工业生产（1）用三句话概括：①燃烧硫或硫铁矿制；②SO2在适当的温度和催化剂作用下氧化SO3；③SO3与水转成H2SO4。
（2）写出三个主要反应：①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2②2SO2+O22SO3③SO3+H2O====H2SO4。
（3）反应分为三个阶段：①____________；②接触氧化；③SO3吸收。
（4）三种主要设备：①____________；②接触室；③吸收塔。
（5）三种主要杂质：①矿尘；②砷与硒化合物；③水蒸气。
（6）三种净化方法：①除尘；②洗涤；③干燥。
（7）接触氧化的三个适宜条件：①压强用___________压；②温度用____________—____________℃；③催化剂用V2O5。
（8）产生的三废：①废气主要是；②废水主要含；③废渣含铁量较高。
高中化学第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题教案新人教选修2
第一单元课题1 化工生产过程中的基本问题教学目标：1.了解生产硫酸的基本流程2.了解生产中原料的选择3. 了解化学科学实验与化工生产的区别。
4.注意生产中的三废处理，防止环境污染教学过程：[共同复习硫酸的用途.引入第一个大问题。
]一、依据化学反应原理确定生产过程【师】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；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？【师、生】1、应结合硫酸的组成和性质，来确定原料和生产路线。
经分析可知，生产硫酸主要化学过程可分为二氧化硫的生成和二氧化硫转化为三氧化硫两个主要阶段。
2、其具体生产原理为造气：4FeS2(S) +11 O2(g) 高温 2Fe2O3(s)+ 8SO2(g) 或S（S）＋O2（g）高温SO2（g）二氧化硫的催化氧化：2SO2(g) + O2 (g) 催化剂2SO3(g)三氧化硫的吸收：SO3 (g) + H2O(l) = H2SO4(l)注意：工业上是用98.3%的浓硫酸来吸收SO3的，而不是直接用水或稀硫酸作吸收剂，原因是用后者吸收时容易形成酸雾，吸收速率慢。
3、工业制硫酸主要生产流程参看P5图1-2 ，造气→净化、干燥→催化反应室→吸收塔→稀释室→贮存室另外，还需要考虑原料的净化、适宜反应条件及设备的选择、废热的利用等。
二、生产中原料的选择1、我国生产硫酸需考虑的问题（1）从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用硫磺制硫酸优于用黄铁矿制硫酸。
（2）我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂。
（3）我国黄铁矿储量比天然硫要大。
（4）硫黄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。
高中化学 第一章 走进化学工业 第一节 化工生产过程中
2020/6/15
4
生产中反应条件的控制
思考与交流：
阅读P6 表1—1，思考温度较低时，SO2的转化率_越__高__；
那么是否温度越低越好呢？ 不是，虽然温度较低对提高SO2的转化率有利，但温
度较低时催化剂活性不高，反应速率低。
应选择温度：(1)低温(400~5000C)
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
废渣：分离后循环利用，剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖
2020/6/15
9
能量的充分利用
五、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。
在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸 汽来发电；在接触室中设热交换装置。据 测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电 能，而相应量反应物在生产过程中放出的 反应热相当于200kW·h的电能。
2020/6/15
12
化工生产过程中的基本问题
2、下列对硫酸生产中化学反应原理的分析 正确的是（ B ） 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 在较高温度条件下进行
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。
注意：（1）前提是“一定条件下的可逆反应”；
（2）实质是“正反应和逆反应速率相等”；
（3）标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不
变”。
2020/6/15
2
生产中反应条件的控制
高中化学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第2课时2化学
第十三页，共二十四页。
思考探究
已知某硫酸厂制硫酸的生产过程中,在燃烧黄铁矿时损失硫为
5%(质量分数);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%(质量分数)。现有含 FeS295%的黄铁矿(杂
质不含硫元素)100 t,可制得 98%的硫酸多少吨?
效益宜建硫酸厂
B.吸收塔中 SO3 从下而上,水从上而下喷,剩余气体从上部出来
循环利用
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
解析:硫酸厂是污染性的企业,不应建在风景区;当地使用硫酸
2SO3(g)。
(2)a 项,将黄铁矿粉碎可增加反应物的接触面积而加快反应速
率;b 项,增加空气(O2)用量能提高 SO2 的转化率;c 项,催化剂不能使
化学平衡移动,故不影响 SO2 的转化率;d 项,矿渣中含有 Fe2O3,可用
于炼铁。
(3)160 g SO3(g)能与 H2O(l)反应生成 H2SO4(l)放出 260.6 kJ 热
第 2 课时
硫酸工业中的三废处理及能量
利用
目标导航
1.了解硫酸工业生产中的三废处理方法,防止环境污染。
2.了解硫酸工业生产中如何实现能量的综合利用。
3.了解化学科学实验与化工生产的区别与联系。
1.掌握硫酸工业生产中三废的处理方法。
2.认识能量充分利用的意义,强化环保与节约意识。
第一页，共二十四页。
激趣诱思
。
(2)依据工艺流程图判断下列说法正确的是
2017-2018学年高中化学2第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题2学案含答案
课题1 化工生产过程中的基本问题1．以硫酸生产为例，了解化工生产过程中应解决的基本问题。
2．掌握接触法制硫酸的化学反应原理，了解其生产过程和典型设备。
3．了解防止硫酸工业“三废”造成污染的方法和“废热”利用等知识。
业内专家认为，资源利用和技术改进仍是硫酸工业生存和发展面临的两大挑战。
硫铁矿制酸是我国硫酸生产的重头戏,我国必须对硫铁矿制酸加大科技投入，依托科技创新改进生产工艺，降低成本，有效利用我国资源优势.2010年8月16日，大化股份投资3 875万元实施硫酸厂循环经济标准化试点技术改进项目，加快产业链发展。
思考:假如你是化工专家，为提高2SO2＋O22SO3的转化率,会采用哪些措施?答案：增加反应物（SO2或O2）的浓度，及时分离出产物（SO3)，适当降低温度。
一、依据化学反应原理确定生产过程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，据此确定生产该产品的主要原料。
从H2SO4的组成看,原料应该是________________物质,如________、________(主要成分是FeS2)等。
(2)分析产品与生产原料之间关键元素的性质,确定主要生产步骤。
H2SO4中S的化合价是＋6，因此先从S或FeS2得到__________，再由________与H2O反应得到H2SO4。
（3)分析生产原料的性质，确定反应原理。
生产H2SO4的主要化学过程可以分成__________和______________两个阶段.2．工业制硫酸的过程及反应原理工业上制硫酸主要分____________、____________和____________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（1）______________________（______热反应）（2）______________________(______热反应）（3）______________________(______热反应)自主思考：生产硫酸的方法为什么叫接触法？二、生产中原料的选择除依据____________外，还有许多因素要考虑,如____________、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、____________及__________等。
高中化学第1单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题学案
课题1 化工生产过程中的基本问题1．了解生产硫酸的基本流程。
2．了解生产中原料的选择。
3．了解化学科学实验与化工生产的区别。
4．注意生产中的三废处理，防止环境污染。
一、依据化学反应原理确定生产过程工业生产上制备硫酸的基本原理：1.以S为原料制备SO2化学反应方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)，(属放热反应)。
2.利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3化学反应方程式：2SO2(g)＋O2(g)催化剂△2SO3(g)，(属放热反应)。
3.三氧化硫转化成硫酸化学反应方程式SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)，(属放热反应)工业生产硫酸分为几个生产阶段？对应的主要设备是什么？提示：(1)三个生产阶段：造气、催化氧化、SO3的吸收。
(2)三个主要设备：沸腾炉(造气)、接触室(催化氧化室)、吸收塔。
二、生产中原料的选择我国生产硫酸需考虑的问题：1.从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用硫黄制硫酸优于用黄铁矿制硫酸。
2.我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂。
3.我国黄铁矿储量比天然硫黄要大。
4.硫黄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。
5.由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸高。
三、生产中反应条件的控制1.从反应原理分析条件选择(1)主要反应原理：2SO2＋O2催化剂2SO3ΔH<0；(2)反应速率要求：高温、高压、用(填“用”或“不用”)催化剂；(3)化学平衡要求：低温、高压、不用(填“用”或“不用”)催化剂。
2.从工业生产实际考虑条件选择(1)温度应综合考虑反应速率和实际转化率两个方面；同时还要考虑催化剂的最佳活性。
(2)压强除从反应原理考虑外，还要考虑产率、设备条件等。
3.工业制硫酸的适宜条件(1)温度：400～500 ℃(兼顾反应速率和转化率，同时又能使催化剂达到最佳活性)(2)压强：常压(常压下SO2转化率已较高，增压对转化率提高有限)(3)使用催化剂(尽量加大反应速率)四、生产中的三废处理1.尾气吸收H2SO4工业的尾气主要是SO2。
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[名师点睛] 环境保护已成为化工生产乃至原料选择中优先考虑的因素。
生产中反应条件的控制
[自读教材· 夯基础]
1．化学平衡 (1)概念：如果外界条件不发生变化，可逆反应进行到一定 程度时，正反应速率和逆反应速率 相等 ，反应物和生成物的浓 度将 不再发生变化 ，反应体系处于化学平衡状态。如硫酸工 业中将 SO2 氧化成 SO3 是一个可逆反应，一定条件下反应可达 到平衡状态。 (2)改变反应条件 浓度 、 温度 、 压强 等可破坏原有的化 学平衡。
[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 非氧化还原反应教材· 夯基础]
工业生产某种化工产品，选择原料时，要从多方面去考 虑，如 化学反应原理 、 厂址选择 、原料、能源、工业用 水的供应能力、存储、运输、 预处理成本 及 环境保护 等。 (1)由于以黄铁矿为原料制硫酸时产生的废弃物太多，处 理成本高，故这一工艺正在逐步被淘汰。
2．反应 2SO2＋O2
2SO3 的适宜条件
催化剂 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △ ΔH＝－196.6 kJ· mol－1 这是一个气体分子总数减小的、放热的可逆反应。 (1)温度 SO2 催化氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡移动理 论判断，温度较低对提高 SO2 的转化率有利。但是，温度较低时 催化剂活性不高，反应速率低。在实际生产中，选定 400～500 ℃ 作为操作温度，这时反应速率和 SO2 的转化率都比较理想。
(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
[跟随名师· 解疑难]
(1)S 或 FeS2 不能直接被氧化为 H2SO4，所以需要经过中间步 骤，先得到 SO3，再通过 SO3 与 H2O 反应得到 H2SO4。 (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 SO3，可以避免用水吸收 SO3 产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。
衡转化率 都比较理想，还要同时考虑 控制某些反应条件的 成本 和 实际可能性 。
4．SO2 催化氧化条件的选择
化学反应 化工条件 温度 二氧化硫的催化氧化 压强 催化剂 V2O5 催化剂能 加快 化
400～500 ℃
反应 速率 和
常压 _____
SO2 的转化
采用该条 件的原因
SO2 转化率 都 率随压强增 比较理想 大的并不多
(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。H2SO4 中 S 的化合价是＋6 价，生产 过程中，要先使硫元素转化为 SO2 ，再把 SO2 转化为 SO3 ， 再与 H2O 反应制得硫酸。
2．工业制硫酸的基本生产原理 以 S(或 FeS2)为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表 示为：
知识点一
新知 层析突破
第 一 单 元
知识点二
知识点三
知识点四 知识点五 知识归纳
课 题 1
知能 整合提升 应用 创新演练
规律方法
即时巩固
高考感悟 课时跟踪训练
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 H2SO4 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 FeS2 )等。
2．平衡移动原理(勒夏特列原理) (1)概念：如果改变影响平衡的一个条件 (如浓度、温度、 压强等)，平衡就向 能减弱这种改变的 方向移动。 (2)催化剂对化学平衡 没有 (填“有”或“没有”)影响， 但能改变到达平衡所需时间。 3．生产中反应条件的选择 在化工生产中要通过反应条件的控制使 反应速率 和 平
(2)依据反应物之间的接触面积越大，反应速率越快的原 理，送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒，增大矿石跟空 气的接触面积，使之充分反应。 (3)依据增大廉价易得的反应物的浓度，使较贵重的原料 得以充分利用的原理，采用过量的空气使黄铁矿或硫黄充分 反应。
[例 2]
[剖析典例· 探技法] 与以黄铁矿为原料的生产工艺相比， 以硫黄为原料的
缩短 学反应速率， _____
到达平衡所需的时 间
[跟随名师· 解疑难]
1．平衡移动的重要结论 (1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向 移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向 移动。 (2)升高温度，化学平衡向吸热的反应方向移动；降低温度，化 学平衡向放热的反应方向移动。 (3)增大压强，化学平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压 强，化学平衡向气体分子数增大的方向移动。
生产工艺的特点是 A．SO2 的转化率提高 B．产生的废渣减少 C．耗氧量减少 D．不需要使用催化剂
(
)
[名师解析]
以 S 或 FeS2 为原料来制取 SO2 气体不影响 SO2
的转化率，A 不正确；黄铁矿被氧化时，S 元素被氧化为 SO2 的 同时，Fe 元素也被氧化生成 Fe2O3(废渣)，故以硫黄为原料时， 耗氧量减少，且产生的废渣减少，B、C 正确。 [答案] BC
点燃 高温 (1) S＋O2=====SO2(4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2)
( 放 热反应)；
催化剂 2SO2＋O2 2SO3 △ (2)
(3) SO3＋H2O===H2SO4
( 放 热反应)；
( 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：