6.3.1+工业制硫酸（备课件）

第6章化学反应速率和化学平衡6.3.1工业制硫酸沪教版（2020）高中化学必修第二册知识回顾化学平衡的移动移动的含义、原因、方向影响化学平衡状态的条件浓度压强温度、催化剂

增大反应物浓度，化学平衡正向移动减小反应物浓度，化学平衡逆向移动。增大压强，使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。化学平衡知识回顾1、下列事实能用勒夏特列原理解释的是(

)A．加入催化剂有利于合成氨的反应B．由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深C．500℃时比室温更有利于合成氨的反应D．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应【答案】D【解析】A、B两项，改变条件平衡均不移动，不能用勒夏特列原理解释。C项，根据勒夏特列原理，温度越低，NH3%越高，采取500℃，主要考虑催化剂的活性和反应速率问题；D项，将混合气体中的氨液化，相当于减小了生成物的浓度，平衡正向移动，有利于合成氨反应。2、在容积一定的密闭容器中，反应：A(？)＋B(g)C(g)＋D(g)达到平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，则下列说法正确的是(

)A．正反应是放热反应B．A不是气态物质，加入A该平衡向正反应方向移动C．其他条件不变，降低温度该平衡向逆反应方向移动D．改变压强对该平衡的移动无影响【答案】C【解析】因容器体积不变、结合升温容器内气体密度增大可知升温使容器内气体质量增加，结合反应可判知A一定不是气体且正反应为吸热反应，A项错误；在其他条件不变时，加入A(非气态物质)平衡不移动，B项错误；降低温度平衡向放热的逆反应方向移动，C项正确；反应前后气体的化学计量数之和不等，因此改变压强，平衡移动，D项错误。一、学习目标1、了解工业制硫酸的反应原理和生产过程2、了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用新课引入（5）硫酸的用途染料，航天，核工业等都要使用硫酸硫酸被称为工业之母我国古代硫酸的制法早在1000年以前，我国就用加热胆矾（CuSO4·5H2O）或绿矾（FeSO4·7H2O）的方法来制硫酸干馏绿矾得到硫酸知识点一：接触法制备硫酸一、主要设备沸腾炉接触室吸收塔净化冷却接触法制备硫酸二、主要原料硫铁矿（或硫黄）、空气、98.3%的浓硫酸三、制备原理SO3+H2O===H2SO4S+O2===SO2点燃4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2高温2SO2+O22SO3

催化剂△接触法制备硫酸三原料三阶段三设备三反应(均放热)硫黄或含硫矿石(硫铁矿)空气98.3%的浓H2SO4造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3吸收(生成H2SO4)沸腾炉接触室吸收塔4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2S+O2==SO2SO3＋H2O===H2SO42SO2+O2

⇌2SO3

H2SO4SSO3SO2(1)(2)(3)例题精讲1．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是(

)A．硫铁矿煅烧前要粉碎，因为大块硫铁矿不能燃烧B．从沸腾炉出来的气体只有SO2C．SO2氧化成SO3，SO2能全部转化为SO3D．SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收更充分答案：D解析：将硫铁矿粉碎是使其增大与空气的接触面积，使燃烧更快、更充分，并不是大块硫铁矿不能燃烧；从沸腾炉出来的气体除SO2外，还有O2等；SO2转化为SO3为可逆反应，正、逆反应同时进行，故SO2不可能全部转化为SO3；SO3转化为H2SO4，若直接用水吸收，会形成大量酸雾，导致SO3吸收不完全，工业生产中用98.3%的浓硫酸作为吸收剂，则不会出现酸雾，吸收SO3更充分。2.在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的，吸收塔里还装入了大量瓷环。下列说法中不正确的是(

)A．从①处通入SO3，整个吸收操作采取逆流的形式B．从②处喷下98.3%的浓硫酸，瓷环的作用是增大接触面积C．从③处导出的气体只含有少量SO2，可直接排入大气D．从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸【答案】

C【解析】三氧化硫的吸收通常使用98.3%的浓硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫时容易形成酸雾，吸收效率低，不利于三氧化硫的吸收；气体的吸收常采用逆流原理，这样有利于气、液的充分接触，吸收效果好；从吸收塔上部导出的气体是没有起反应的O2和少量二氧化硫，直接排入大气会污染环境，所以应用吸收剂吸收或循环使用。思考讨论1.原料硫铁矿粉碎的目的是什么？使反应物充分接触，增大接触面积，提高反应速率，使反应物充分反应，提高原料的利用率。2.沸腾炉中产生的气体为什么需要经过净化？

防止催化剂中毒。3.接触室中安装热交换器的目的是什么？

（1）利用反应放出的热量预热二氧化硫和氧气。

（2）冷却反应生成的三氧化硫。4.多余的气体为什么要再充入接触室？为了提高原料的利用率。5.用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的目的是什么？防止SO3溶于水放出大量热导致酸雾，降低吸收效率。化学工业制备的要求(1)原料廉价且稳定，降低运输成本。(2)从环保、成本等角度选择合适的化学反应，保证在反应中能充分接触。(3)制备流程简单高效，能耗低，反应放出的热量尽可能加以循环利用，生成的副产物较少。(4)制备过程绿色环保，不使用或生成对环境有害的物质。例题精讲1.工业上制硫酸的设备分为三大部分：沸腾炉、接触室、吸收塔。下面的装置是仿照工业上制备硫酸工艺的流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。请回答下列问题：(1)写出沸腾炉内煅烧硫铁矿的反应方程式：______________________________________。(2)上图中的乙、丙分别相当于工业上制取硫酸装置中的________________、______________。(3)从乙装置中出来的气体有________________________________________。(4)丙装置的作用为__________________，丁中的现象为________________。(5)本实验设计还存在的较明显缺陷是____________________________。【答案】

(1)4FeS2＋11O2(==高温==)2Fe2O3＋8SO2

(2)接触室吸收塔(3)SO2、O2、SO3

(4)吸收SO3有酸雾产生(5)缺少尾气吸收装置【解析】乙装置相当于接触室，将SO2催化氧化为SO3，由于该反应是一个可逆反应，故从乙装置中出来的气体中含有SO2、O2、SO3；丙装置相当于吸收塔，用浓硫酸吸收SO3；丁装置是用水吸收SO3，SO3溶于水会放出大量的热，使水汽化为水蒸气，从而形成酸雾；本实验中缺少尾气吸收装置。2．下列可用浓硫酸干燥的气体有(

)①H2

②SO2

③H2S

④Cl2

⑤NH3

⑥HCl

⑦CO2

⑧HBr

⑨COA．①②④⑥⑧⑨ B．①②④⑥⑦⑨C．①②④⑥⑦⑧ D．全部答案：B解析：浓硫酸具有吸水性，常用作气体的干燥剂，但不能干燥碱性气体(如氨气)、某些还原性气体(如硫化氢、