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2学案新人教版选修217页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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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＋O2 2SO3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

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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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。
三、生产中反应条件的控制
对二氧化硫的催化氧化：
1．温度条件
选 择 ____________ 作 为 操 作 温 度 ， 因 为 在 这 个 温 度 范 围 内 ， __________ 和
______________都比较理想。
2．压强条件
增大气体压强，SO2的平衡转化率提高得____________，所以，通常采用________操作。
3．催化剂
催化剂对化学平衡__________，但能改变到达平衡所需的时间。
自主思考：对于反应：2SO2＋O2 2SO3
①为什么降低温度和增大压强有利于提高转化率？
②其他条件不变，增大 O2的浓度或减小 SO3的浓度对化学平衡有什么影响？
四、生产中三废的处理
1．尾气吸收
硫酸生产的尾气中含有少量________，可用__________吸收，再用________处理，从而
得到含量较高的 SO2，可返回用做原料。化学方程式为____________________________，
__________________________。
2．污水处理
硫酸生产过程中的污水，含有____________杂质，可用____________进行中和处理。
3．废渣的利用
炉渣和矿灰可作为__________的原料，废渣还可作为制造__________的原料或用于制
______。
五、能量的充分利用
硫酸生产过程中的三个反应都是________热反应，如果能充分利用这些热量，不但可以
为硫酸厂自行提供能量，而且还可以______________________，可大大降低生产成本。
答案:1.(1)自然界存在的含硫 硫黄 黄铁矿 (2)SO3
SO3 (3)SO2的生成 SO2转化为 SO3
2．造气 催化氧化 吸收
(1)S＋O2 SO2 放
(2)2SO2＋O2 2SO3 放
(3)SO3＋H2O===H2SO4 放
自主思考
提示：SO2和 O2是在催化剂表面接触反应的，主要设备叫接触室。
二、化学反应原理 厂址选择 预处理成本 环境保护
三、1.400～500 ℃ 反应速率 二氧化硫的转化率
2．并不多 常压

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3．没有影响
自主思考
提示：①根据平衡移动原理，降低温度和增大压强都使上述化学平衡向正反应方向移动。
②增大 O2的浓度...