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高中化学人教版选修2第1单元《走进化学工业》课件+学案+练习（共12份）

※基本信息※
- 资料类型：一课一练
- 教材版本：不限
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
- 资料来源：收集
- 资料作者：
- 资料大小：21.57MB
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- 更新时间：2020-03-31 21:08:53
- 上传时间：2020-03-31 21:09:57
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※资料简介※
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2SO3　ΔH<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。
SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，
CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O。
2.污水处理
不同化工生产过程产生的污水，所含杂质不同，要根据杂质的性质不同，采用不同的物理化学方法，如酸碱中和法，重金属离子沉淀法等。
3.废渣的利用
用黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，会排出一些炉渣和矿灰，可作为炼铁的原料；还可用来提炼贵重的有色金属；另外，这些废渣还可作为制造水泥的原料或用于制砖。
五、能量的充分利用
1.生产1 t硫酸需消耗100 kW•h的电能，硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，生产1 t硫酸放出的反应热相当于200 kW•h的电能。这些废热的利用，可以向外界输出大量能量，大大降低生产成本。
2.可以利用SO2氧化成SO3时放出的热量来预热即将参加反应的SO2和O2等。

1. 最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的(　　 )
A．对废水、废气、废渣进行严格处理
B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质
C．在化工生产中，不使用任何化学物质
D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂
解析：选B。“绿色化学”是指在化学工业生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质。
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中
B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥
C．以黄铁矿为原料生产硫酸，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SO3
解析：选B。硫酸工业的尾气中含有SO2气体，不能直接排入大气，A错；沸腾炉中排出的炉渣中含有Fe2O3，砷、硒化合物等，不能用作肥料，C错；D项中的反应在常压下效果较好。
3. 下列物质的制备，符合工业生产实际的是(　　 )
A．将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉
B．用离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气
C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸
D．将SO2和O2的混合气加高压后，通过接触室，制备SO3
解析：选B。Cl2通入石灰乳中制漂白粉；H2和Cl2混合后点燃易爆炸；SO2和O2在接触室内常压条件下生成SO3即可。

要点1　硫酸的生产——接触法
探究导引1　根据化学反应速率及平衡理论阐述SO2接触氧化生成SO3的适宜条件是什么？
提示：常压、较高的温度(400～500 ℃)和催化剂。
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