生产中原料的选择 (4)

1、2022/7/251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。化工生产过程中的基本问题2022/7/252三、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？ 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。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、什么是化学平衡？ 反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的反应）、催化剂生产中反应条件的控制2022/7/253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

2、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减小反应物浓度增大压强升高温度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向吸热反应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生产中反应条件的控制2022/7/254三、生产中反应条件的控制2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 催化剂加热SO2接触氧化的反应为：注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应思考与交流：阅读P6 表11，思考温度较低时，SO2的转化率_；那么是否温度越低越好呢？越高

3、（1）温度生产中反应条件的控制2022/7/255思考与交流：阅读P6 表11，思考温度较低时，SO2的转化率_；那么是否温度越低越好呢？越高 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(4005000C)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。生产中反应条件的控制2022/7/256三、生产中反应条件的控制 阅读P6表1-2，思考压强的增大，SO2的转化率_；（2）压强思考与交流：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、400500时，SO2的转化率已经很高

4、，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生产中反应条件的控制2022/7/257(1)较高的温度(4005000C)(2)常压(3)催化剂 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 催化剂加热三、生产中反应条件的控制接触氧化的适宜条件：生产中反应条件的控制2022/7/258四、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a（）a（重新利用）方法二：氨水吸收法SO2 + 2NH3 + H2O (NH4)2SO3(NH4)

5、2SO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + SO2 + H2O生产中三废的处理2022/7/259（2） 如何处理废水中的酸性物质?（3）如何利用废渣和生产过程中的产生的大量热能?用石灰浆Ca(OH)2或石灰石粉中和：废渣：分离后循环利用，剩下的作铺路用的沥青或用于制砖四、硫酸工业生产过程中三废的处理Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O生产中三废的处理2022/7/2510五、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

6、换装置。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kWh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200kWh的电能。能量的充分利用2022/7/2511小结：1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” ： 三种原料： 三个反应： 三个生产过程： 三个主要设备： 硫酸工业生产的三个适宜条件：2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法。硫磺(或黄铁矿)、空气和水造气、催化氧化、吸收沸 腾 炉、接 触 室、吸收塔(1)低温(4005000C)(2)常压(3)适当过量的空气化工生产过程中的基本问题2022/7/25121、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（ ）A. 硫铁

7、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400500，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练习D化工生产过程中的基本问题2022/7/2513练习2、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

8、反应都需要在较高温度条件下进行B化工生产过程中的基本问题2022/7/2514练习3、关于接触法制硫酸的叙述中，不正确的是（ ）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D化工生产过程中的基本问题2022/7/2515练习4、硫酸最古老的生产方法是把绿矾（FeSO47H2O）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）（2）SO