化学第一章走进化学工业第一节化工生产过程中的基本问题课件人教版
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2017年高中化学 第一章 走进化学工业 第一节 化工生产过程中的基本问题(第2课时)讲义 新人教版选修2
7
生产中三废的处理
四、硫酸工业生产过程中三废的处理
1、三废：废气、废液、废渣 2、三废的处理方法：
（1）如何处理尾气中的SO2？ 方法一：石灰水吸收法
ＳＯ２ Ｃa（ＯＨ）２ ＣaＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４ ＳＯ２（重新利用）
方法二：氨水吸收法
SO2 + 2NH3 + H2O
(NH4)2SO3 + H2SO4
活性。
2019/9/9
5
生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
（2）压强 思考与交流：
阅读P6表1-2，思考压强的增大，SO2的转化率
___越__高； 那么是否压强越高越好呢？
根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利， 但在常压、400~500℃时，SO2的转化率已经很高，加 压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。
化工生产过程中的基本问题
教学目标
• 能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条 件。
2019/9/9
1
生产中反应条件的控制
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
学方程式：
（1）2FeSO4 •7H2O
高温Fe2O3 + SO3 + SO2 +7H2O
（2） SO3 + H2O
H2SO4
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15
化工生产过程中的基本问题
实践活动
通过查阅资料、上网、参观访问等 方式进行调查，了解一些化工厂是如 何利用废热的。
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化工生产过程中的基本问题(第一课时) PPT
1
Fe2O3 (SiO2、Al2O3)
过量
H2SO4 Fe2(SO4)3 NaOH 过滤 Al2(SO4)3 过滤
Fe(OH)3
H2SO4
FeSO4 Fe
Fe2(SO4)3
2
Fe2O3 (SiO2、Al2O3)
过量 NaOH
过滤
H2SO4
足量Fe
Fe2O3
Fe2(SO4)3
FeSO4
确定反应原理应遵循的原则
炉渣
1、以铜为原料用化学方程式表示制备硫酸铜的反应原理。
加热
1 Cu+2H2SO4(浓) = CuSO4+SO2+2H2O
加热
2 2Cu+O2 = 2CuO Cu+H2SO4(稀) = CuSO4+H2O
2、 用流程图的形式表示用硫铁矿烧渣（主要成分Fe2O3, 杂质SiO2和Al2O3）制取硫酸亚铁的反应原理。
课堂总结 化学反应原理决定了工业生产过程
1
生 三反应
2
三阶段
3
三设备
课外拓展
硫酸生产过程 中的基本问题
依据化学原理确定生产过程
查阅资生料产中，原了料解的工选业择生产硫酸过程 中，原料生选产择中黄反铁应矿条或件的硫控磺制的利弊？ 二氧化硫催化氧化为三氧化硫的条件 如何控制生？产三中废三如废何的处处理理？反应中产 生的能量能如量何的综充合分利应用用？
三氧化硫与水化合时，放出大量热 至尾气处理
。易形成酸雾，不利于三氧化硫的吸
收。液体由上向下流，气体由下向上
尾气主要 成分SO2
超浓H2SO4
升，两者在逆流过程中充分反应。
SO3
发烟硫酸
黄铁矿 空气
部编人教版高二化学选修2《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》课堂教学精品ppt课件
两位小数)
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
【解析】 (1)黄铁矿的主要成分为FeS2，同时根据质量守 恒也可推出。
(2)接触室实现了SO2氧化为SO3的目的。
(3)a相当于增大接触面积，正确；b中增加O2的量可使平衡 向生成SO3的方向移动，提高SO2的转化率，正确；c中催化剂只 对反应速率有影响，对平衡无影响，错误；d中矿渣含大量
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业 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 ______________________________________。
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐 分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气 体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸 收完全，测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果：
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0.68 g；铵盐质量为 40.00 g时，浓硫酸的质量不变。
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是________%；若铵盐
质量为15.00 g，浓硫酸增加的质量为________。(计算结果保留
400～500 ℃
。
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
四、硫酸工业废气和废渣的处理
1．尾气吸收 生产硫酸的尾气中含有少量 SO2 ，可用石灰水 吸收，
然后再用硫酸处理，生成的SO2可返回用作生产硫酸的原料，其 化学反应方程式为： SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O 、 CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O 。
2017高中化学第一章走进化学工业第一节化工生产过程中的基本问题(第2课时)课件新人教版选修2
（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”。 2019/2/27 2
注意： （1）前提是“一定条件下的可逆反应”；
生产中反应条件的控制
补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、
压强）对化学平衡的影响
条件的改变
增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大压强
2019/2/27 10
化工生产过程中的基本问题
小结：
• 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： • 三个生产过程： 造气、催化氧化、吸收 • 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：
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
平衡移动方向 平衡移动的结果
向正反应方向移动 向正反应方向移动 向气体体积缩小的方 向移动
反应物浓度减小 生成物浓度增大
体系压强减小
体系温度降低
升高温度
向吸热反应方向移动
勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓 度、温度或压强等），平衡就会向着能够减弱这种改变 的方向移动
2019/2/27 3
4
生产中反应条件的控制
思考与交流：
越高 ； 阅读P6 表1—1，思考温度较低时，SO2的转化率_____ 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。
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。
应选择温度：(1)低温(400~5000C)
（2）压强 思考与交流：
应选择压强：（2）常压
注意： （1）前提是“一定条件下的可逆反应”；
生产中反应条件的控制
补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、
压强）对化学平衡的影响
条件的改变
增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大压强
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化工生产过程中的基本问题
小结：
• 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： • 三个生产过程： 造气、催化氧化、吸收 • 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：
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
平衡移动方向 平衡移动的结果
向正反应方向移动 向正反应方向移动 向气体体积缩小的方 向移动
反应物浓度减小 生成物浓度增大
体系压强减小
体系温度降低
升高温度
向吸热反应方向移动
勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓 度、温度或压强等），平衡就会向着能够减弱这种改变 的方向移动
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生产中反应条件的控制
思考与交流：
越高 ； 阅读P6 表1—1，思考温度较低时，SO2的转化率_____ 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。
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。
应选择温度：(1)低温(400~5000C)
（2）压强 思考与交流：
应选择压强：（2）常压
高中化学第一单元走进化学工业化学生产过程中的基本问题课件新人教版选修2
题）
第十八页，共20页。
小结(xiǎojié):(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: • 三个反应:
❖硫磺(liúhuáng)(或黄铁矿),空气, 和水
• 三个生产过程: 造气,催化氧化,吸收 • 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:
第十六页，共20页。
在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生 蒸汽来发电；在接触(jiēchù)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。
第十七页，共20页。
化工(huàgōng)生产过程:
• (1)确定化学反应原理 • (2)选择原料(yuánliào) • (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
_____.
(bùduàn) 搅拌
• (2)化学性质:
吸水
脱水
• 浓强硫氧酸化具有酸性,______性,______性和______性.
第六页，共20页。
(一)硫酸(liú suān)工业生产的 思考原(sī理kǎo):
1. 自然界中存在(cúnzài)的含硫的物质有哪些?
2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?
第七页，共20页。
(一)硫酸(liú suān)工业生 硫酸(liúsuān)生产反应式
以硫磺(liú产huá的ng)原为原理料:
高温
第一步：S (s)+ O2 (g)
SO2(g)
(造气)
第二步： (催化氧化)
第十八页，共20页。
小结(xiǎojié):(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: • 三个反应:
❖硫磺(liúhuáng)(或黄铁矿),空气, 和水
• 三个生产过程: 造气,催化氧化,吸收 • 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:
第十六页，共20页。
在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生 蒸汽来发电；在接触(jiēchù)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。
第十七页，共20页。
化工(huàgōng)生产过程:
• (1)确定化学反应原理 • (2)选择原料(yuánliào) • (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
_____.
(bùduàn) 搅拌
• (2)化学性质:
吸水
脱水
• 浓强硫氧酸化具有酸性,______性,______性和______性.
第六页，共20页。
(一)硫酸(liú suān)工业生产的 思考原(sī理kǎo):
1. 自然界中存在(cúnzài)的含硫的物质有哪些?
2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?
第七页，共20页。
(一)硫酸(liú suān)工业生 硫酸(liúsuān)生产反应式
以硫磺(liú产huá的ng)原为原理料:
高温
第一步：S (s)+ O2 (g)
SO2(g)
(造气)
第二步： (催化氧化)
高中化学第一章走进化学工业第一节化工生产过程中的基本问题第1课时课件新人教版选修2
点燃
S (s)+ O2 (g)
SO2(g)
第二步：催化氧化
催化剂
2SO2 (g) + O2 (g) 加 热 2SO3(g) 第三步：吸收
SO3(g)+ H2O(l)
H2SO4(l)
2024/7/2
6
依据化学反应原理确定生产过程
（二）硫酸工业生产的原理
以黄铁矿（FeS2）为原料 第一步：造气
4FeS2（s）+ 11O2 （g）高温 8SO2（g）+ 2Fe2O3（s）
（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。
2024/7/2
9
生产原料的选择
2、工业生产硫酸的基本过程
硫酸生产反应式
想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生
产设备最少应分几部分?
13
生产原料的选择
SO3
2024/7/2
吸收塔
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。
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生产原料的选择
小结
• 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、水 • 三个反应: • 三个生产过程: 造气、催化氧化、吸收 • 三个主要设备: 沸 腾 炉、接 触 室、吸收塔
2024/7/2
思考：从沸 腾炉出来的 SO2气体是否 纯净？
部编人教版高二化学选修2《第1单元走进化学工业》课堂教学精品ppt课件
工具
第一单元 走进化学工业
栏目导引
黄铁矿主要成分是FeS2。某硫酸厂在进行黄铁矿成分 测定时，取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧，将生成的SO2气体 与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.020 00 mol·L－1的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
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第一单元 走进化学工业
栏目导引
FeS2——2SO2——2SO3——2H2SO4；或 S——SO2——SO3——H2SO4 在硫酸工业制硫酸的有关计算中通常就利用以上两关系式 解题。 另外，在有关计算中往往还涉及物质的转化率和损失率的 问题，这在连续多步反应的有关计算中也是一个难点问题。对 于这一类的问题，需要我们掌握这样几个原则：
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第一单元 走进化学工业
栏目导引
(2)①发电厂 焦化厂 炼铁厂 水泥厂 ②Fe2O3＋3CO=高==温==2Fe＋3CO2 CaCO3＋SiO2=高==温==CaSiO3 十 CO2↑ ③用炼铁厂的炉渣(或CaSiO3)作为水泥厂的原料； 用发电厂的煤矸石和粉煤作为水泥厂的原料； 将石灰石煅烧生成石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时 产生的SO2，减少对空气的污染；建立污水处理系统
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第一单元 走进化学工业
栏目导引
接触法制硫酸时涉及三个连续反应，所以在关于工业制硫 酸的计算性题目中往往涉及这几步连续反应的计算。而对于连 续多步反应的计算通常使用关系式法，这样就避免了对中间产 物的繁琐计算，节约了时间，提高了计算结果的准确性。
关系式法解题需要找准关系式，找关系式的一般方法是根 据涉及的多步反应的化学方程式，依照元素质量守恒或电子转 移数目守恒的原则找出连续多步反应中元素的转化关系，如在 用硫铁矿制硫酸时，根据转化过程中硫元素守恒的原则可以找 到这样的关系式：
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
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 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。
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。
99.6 99.7 99.9 96.9 97.8 99.3 85.8 89.5 96.4
(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？___________________________________________________ ______________________________________________________。
(2)在 400～500 ℃时，SO2 的催化氧化采用常压而不是高压， 主要原因是：___________________________________________ ______________________________________________________。
(3)选择适宜的催化剂，是否可以提高 SO2 的转化率？____(填 “是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？______(填 “是”或“否”)。
人教版化学选修二1.1《化工生产过程中的基本问题(第1课时)》ppt课件
2021/4/15
2
化工生产过程中的基本问题
教学目标
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。
2021/4/ห้องสมุดไป่ตู้5
3
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 硫酸时应该把_浓_硫__酸__倒入_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。
2021/4/15
4
化工生产过程中的基本问题
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。 1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的， 比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具 体算法介绍了算法的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的 算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究 如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样 调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、 方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简 单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是 否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。 3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为 统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计 简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义 。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义， 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例��
2020版高中化学人教版选修2课件：1.1 化工生产过程中的基本问题
-13-
M Z Z 课题1 化工生产过程中 的基本问题
目标导航
UBIAODAOHANG
知识梳理
HISHI SHULI
重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D S 典例透析 IANLI TOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
一二三四五
五、能量的充分利用
1.硫酸生产过程中的三个反应都是放热反应。 2.硫酸工业充分利用废热的方法是:利用SO2氧化为SO3时放出的 热量来预热即将参加反应的SO2和O2。
-4-
M Z Z 课题1 化工生产过程中 的基本问题
目标导航
UBIAODAOHANG
知识梳理
HISHI SHULI
重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D S 典例透析 IANLI TOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
一二三四五
3.确定化工生产反应原理与过程的案例研究——生产硫酸 (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,原料应该是自然界存在的含硫物质,如硫黄、黄铁 矿(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价,因此先从S或FeS2得到SO3,再由SO3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SO2的生成和SO2转化为SO3两个阶段。
-19-
M Z Z 课题1 化工生产过程中 的基本问题
目标导航
UBIAODAOHANG
知识梳理
HISHI SHULI
最新-高中化学《化工生产过程中的基本问题》课件10 新人教版选修2 精品
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。
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）
SO2(g)
(造气)
(催第化二氧步化：)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
因此:工业上制硫酸主要分 _________个生产过程.
(二)硫酸工业原料的选择 硫酸生产反应式
(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
生产中反应条件的控制 硫酸工业生产的三个适宜条件:
❖ 阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化 率_越__高__
思考:是否压强越高越好 ?
应选择压强:(2)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
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: ❖ 三个生产过程: 造气,催化氧化,吸收 ❖ 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:
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
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10
化工生产过程中的基本问题
小结：
• 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：
•
三个生产过程造：气、催化氧化、吸收
•
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：
(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气
2SO3
(g)
注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应
（1）温度
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？
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
CaSO4 + 2H2O
（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
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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。
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”。
2
生产中反应条件的控制
补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、
压强）对化学平衡的影响
条件的改变 平衡移动方向 平衡移动的结果
增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小 减小反应物浓度 向正反应方向移动 生成物浓度增大
14
化工生产过程中的基本问题
4、硫酸最古老的生产方法是把绿矾
（FeSO4•7H2O）装入反应器中加强热，会 流出油状液体，并放出有刺激性气味的气
体（SO2），反应器中的固体变成了红色。 写出这种方法中绿矾转化为硫酸的两个化
学方程式：
（1）2FeSO4 •7H2O
高温Fe2O3 + SO3 + SO2 +7H2O
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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
增大压强
向气体体积缩小的方 向移动
体系压强减小
升高温度
向吸热反应方向移动 体系温度降低
勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓 度、温度3
生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
SO2接触氧化的反应为：
2SO2
(g)
+
O2
(g) 催化剂 加热
方法二：氨水吸收法
SO2 + 2NH3 + H2O
(NH4)2SO3 + H2SO4
(NH4)2SO3
(NH4)2SO4 + SO2 + H2O
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生产中三废的处理
四、硫酸工业生产过程中三废的处理
（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：
Ca(OH)2 + H2SO4
（2） SO3 + H2O
H2SO4
15
化工生产过程中的基本问题
实践活动
通过查阅资料、上网、参观访问等 方式进行调查，了解一些化工厂是如 何利用废热的。
根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利， 但在常压、400~500℃时，SO2的转化率已经很高，加 压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。
应选择压强：（2）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
6
生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
接触氧化的适宜条件：
2SO2
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
活性。
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生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
（2）压强 思考与交流：
阅读P6表1-2，思考压强的增大，SO2的转化率
___越__高； 那么是否压强越高越好呢？
• 2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法。
11
化工生产过程中的基本问题
1、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明
生产操作的原因二者都正确的是（ D ）
A. 硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎，这样易于向沸 腾炉中投料 B. 炉气进入接触室之前需要进化、干燥，因为 炉气中的杂质易与SO2反应 C. SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可提 高SO2的转化率 D. 接触室的反应温度控制在400~500℃，因为在 这个温度范围内，反应速率和SO2的转化率都比 较理想，且催化剂的活性也较高
(g)
+
O2
(g) 催化剂 加热
2SO3
(g)
• (1)较高的温度(400~5000C) • (2)常压 • (3)催化剂
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生产中三废的处理
四、硫酸工业生产过程中三废的处理
1、三废：废气、废液、废渣 2、三废的处理方法：
（1）如何处理尾气中的SO2？ 方法一：石灰水吸收法
ＳＯ２ Ｃa（ＯＨ）２ ＣaＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４ ＳＯ２（重新利用）
13
化工生产过程中的基本问题
3、关于接触法制硫酸的叙述中，不正确 的是（ D ） A. 从沸腾炉出来的炉气必须净化，主要目 的是防止催化剂中毒 B. 之所以叫“接触法”是因为SO2被氧化 成SO3时反应是在催化剂表面进行的 C. 黄铁矿粉碎成细小矿粒，在沸腾炉中燃 烧快、反应完全，提高了原料的利用率 D. SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收，可防 止形成酸雾并使SO3吸收完全
化工生产过程中的基本问题
教学目标
• 能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条 件。
1
生产中反应条件的控制
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。
化工生产过程中的基本问题
小结：
• 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：
•
三个生产过程造：气、催化氧化、吸收
•
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：
(1)低温(400~5000C)
(2)常压
(3)适当过量的空气
2SO3
(g)
注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应
（1）温度
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？
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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
CaSO4 + 2H2O
（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
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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。
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”。
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生产中反应条件的控制
补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、
压强）对化学平衡的影响
条件的改变 平衡移动方向 平衡移动的结果
增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小 减小反应物浓度 向正反应方向移动 生成物浓度增大
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化工生产过程中的基本问题
4、硫酸最古老的生产方法是把绿矾
（FeSO4•7H2O）装入反应器中加强热，会 流出油状液体，并放出有刺激性气味的气
体（SO2），反应器中的固体变成了红色。 写出这种方法中绿矾转化为硫酸的两个化
学方程式：
（1）2FeSO4 •7H2O
高温Fe2O3 + SO3 + SO2 +7H2O
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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
增大压强
向气体体积缩小的方 向移动
体系压强减小
升高温度
向吸热反应方向移动 体系温度降低
勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（浓 度、温度3
生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
SO2接触氧化的反应为：
2SO2
(g)
+
O2
(g) 催化剂 加热
方法二：氨水吸收法
SO2 + 2NH3 + H2O
(NH4)2SO3 + H2SO4
(NH4)2SO3
(NH4)2SO4 + SO2 + H2O
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生产中三废的处理
四、硫酸工业生产过程中三废的处理
（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：
Ca(OH)2 + H2SO4
（2） SO3 + H2O
H2SO4
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化工生产过程中的基本问题
实践活动
通过查阅资料、上网、参观访问等 方式进行调查，了解一些化工厂是如 何利用废热的。
根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利， 但在常压、400~500℃时，SO2的转化率已经很高，加 压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。
应选择压强：（2）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
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生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
接触氧化的适宜条件：
2SO2
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
活性。
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生产中反应条件的控制
三、生产中反应条件的控制
（2）压强 思考与交流：
阅读P6表1-2，思考压强的增大，SO2的转化率
___越__高； 那么是否压强越高越好呢？
• 2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法。
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化工生产过程中的基本问题
1、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明
生产操作的原因二者都正确的是（ D ）
A. 硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎，这样易于向沸 腾炉中投料 B. 炉气进入接触室之前需要进化、干燥，因为 炉气中的杂质易与SO2反应 C. SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可提 高SO2的转化率 D. 接触室的反应温度控制在400~500℃，因为在 这个温度范围内，反应速率和SO2的转化率都比 较理想，且催化剂的活性也较高
(g)
+
O2
(g) 催化剂 加热
2SO3
(g)
• (1)较高的温度(400~5000C) • (2)常压 • (3)催化剂
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生产中三废的处理
四、硫酸工业生产过程中三废的处理
1、三废：废气、废液、废渣 2、三废的处理方法：
（1）如何处理尾气中的SO2？ 方法一：石灰水吸收法
ＳＯ２ Ｃa（ＯＨ）２ ＣaＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４ ＳＯ２（重新利用）
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化工生产过程中的基本问题
3、关于接触法制硫酸的叙述中，不正确 的是（ D ） A. 从沸腾炉出来的炉气必须净化，主要目 的是防止催化剂中毒 B. 之所以叫“接触法”是因为SO2被氧化 成SO3时反应是在催化剂表面进行的 C. 黄铁矿粉碎成细小矿粒，在沸腾炉中燃 烧快、反应完全，提高了原料的利用率 D. SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收，可防 止形成酸雾并使SO3吸收完全
化工生产过程中的基本问题
教学目标
• 能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条 件。
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生产中反应条件的控制
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。