重庆市永川区第五中学校高中化学 1.1 化工生产中的基本问题导学案 新人教版选修2

重庆市永川区第五中学校高中化学1.1化工生产中的基本问题导学案新人教版选修2学习重点：化工生产过程中的基本问题。工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。学习难点：平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。课前预习课前预习知识准备知识准备一⒈写出以下反应的化学反应方程式。④④SSO2SO3H2H2SO3③②①③②①⑤⑤⒉⑴稀硫酸的化学性质－具有酸的通性。①②③④⑤⑵浓硫酸的化学特性：①②③⒊影响化学反应速率的因素：⒋化学平衡状态：外界条件不改变，当反应进行到一定程度时，速率和速率，和的浓度不再发生变化，反应体系处于化学平衡状态。其特征可以用5个字概括：逆；动；等；定；变。⒌达到化学平衡状态时，物质A的转化率＝。⒍工业生产中的三废指的是，，。教材助读教材助读二化工生产中包含的基本问题包含：一、依据化学反应原理确定生产过程二、生产中原料的选择三、生产中反应条件的控制四、生产中三废处理五、能量的充分利用预习自测预习自测三1、欲除去气体中含有的气体，应选用的试剂是（）A．品红B．饱和溶液C．溶液D．烧碱溶液2、关于反应2SO2+O22SO3，在一定条件下达到平衡状态，再加入一定量的18O2，则建立新平衡时，含有18O的物质是(假定原平衡体系中不含18O)①二氧化硫②氧气③三氧化硫A．①②B．②③C．①②③D．①③3、治理“三废”，保护环境，最主要的方法是A．减少污染严重的工厂B．把“三废”深埋C．提高认识D．变废为宝，综合利用4、导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是A．臭氧空洞B．酸雨C．光化学烟雾D．温室效应课课中探究学始于疑学始于疑一①自然界中含硫的物质有哪些？这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸？

②根据中间产物，推测工业制备硫酸的化学反应方程式？③工业制备硫酸的原理决定生产过程中的设备应该分成几部分？④生产中的原料有哪些？应该怎样选择合适的原料？⑤硫酸生产过程中，生产条件（浓度、温度、压强、催化剂）怎样控制？⑥化学平衡中，外界条件的改变，平衡是否发生改变？转化率怎样变化？⑦生产过程中产生的废水、废气、废渣怎样处理？生产过程中产生的能量如何充分利用？质疑探究质疑探究二一、依据化学反应原理确定生产过程工业制备硫酸，要从以下的几个方面考虑：（1）采用的原料应该是自然界中的含物质，如、。（2）生产过程中，要先使硫元素转化成，再把转化成，再与水反应制得。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，（属反应）以FeS2为原料制备SO2化学反应方程式，（属反应）（2）利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3化学反应方程式，（属反应）（3）三氧化硫转化成硫酸化学反应方程式，（属反应）工业制硫酸主要生产流程工业制硫酸主要分三个阶段：，，。对应的主要设备为：，，。二、生产中原料的选择思考与交流：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，用制硫酸优于用制硫酸。（2）我国天然硫资源，而且开采条件。（3）我国黄铁矿储量比天然硫要。（4）硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程、设备、三废少，劳动生产率，易于设备。（5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸。三、生产中反应条件的控制⒈沸腾炉为提高反应速率：①黄铁矿或硫在进入沸腾炉燃烧前，应，②通入的空气，③。气体进入接触室前，要净化，防止催化剂中毒，依次为：除尘，洗涤，干燥。⒉接触室①阅读P6表1-1，思考：温度升高时时，SO2的转化率。思考:是否温度越低越有利于SO2转化为SO3？提示：应选择温度：400~500℃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。②阅读P6表1-2，思考：压强的增大，SO2的转化率。思考：是否压强越高越好？提示：应选择常压注意：工业生产中压强的选择：往往还要考虑成本和能量消耗等。2SO2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)正反应为放热反应其它条件不变，降低温度，SO2的转化率，化学平衡朝移动。正反应速率，逆反应速率。v（正）v(逆)其它条件不变，减小压强，SO2的转化率，化学平衡朝移动。正反应速率，逆反应速率。v（正）v(逆)三、生产中反应条件的控制③总结：外界条件（如：浓度、温度、压强等）改变，原有的化学平衡被破坏，建立了新的化学平衡，这一过程称为。物质的转化率发生。平衡移动原理（又称为勒夏特列原理）：改变影响平衡的一个条件（如：浓度、温度、压强等），平衡朝方向移动（注意：可能是正向，也可能是逆向）。升温，朝方向移动；降温朝方向移动。加压，朝方向移动；减压朝方向移动。增大反应物浓度，朝方向移动；减小反应物浓度，降温朝方向移动。增大生成物浓度，朝方向移动；减小生成物浓度，降温朝方向移动。加入催化剂，正反应和你反应速率都不改变，平衡。⒊吸收塔用吸收催化氧化产生的SO3气体，而不是用吸收，因为。从吸收塔出来的气体含有，送回继续反应，使其被充分利用。四、生产中三废处理⒈如何处理尾气中的SO2？工业：①石灰乳吸收法：SO2CaSO4SO2（重新利用）反应方程式、。②氨水吸收法：2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O注：SO2过量时(NH4)2SO3+SO2+H2O=NH4HSO3（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2↑+H2O实验室吸收SO2尾气：。⒉如何处理废水中的酸性物质？⒊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___________的原料；还可用来_____________；另外，这些废渣还可作为制造___________的原料或用于。三废中，往往还含有未反应的反应物，为充分利用原料，在收集产品时可将剩余反应物，使生产过程带有局部循环的特点。五、能量的充分利用⒈生产1t硫酸需消耗的电能，硫酸生产的三个过程都是反应，生产1t硫酸放出的反应垫相当于的电能。这些废热的利用，可以向外界输出大量，大大降低生产。⒉可以利用SO2氧化成SO3时（接触室中）放出的热量用来预热。我的知识网络图我的知识网络图三当堂检测当堂检测四1、煅烧硫铁矿（主要成份是FeS2），可获得制取硫酸所需的SO2，反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，为了提高SO2的生成速率，下列措施可行的是A．增加硫铁矿的投入量B.向炉内喷氧气，增加氧气的压强C．降低温度D.升高温度2、接触法制硫酸中，进入接触室的气体必须净化、干燥，其主要原因是A．防止催化剂中毒 B．提高反应效率C．提高SO2转化率 D．防止环境污染3、在工业生产硫酸中，在吸收塔内用来吸收三氧化硫的是A．B．稀C．浓D．4、化工厂厂址选择是一个复杂的问题，涉及原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等诸多因素的制约。硫酸厂应建在①靠近原料产地，远离消费中心；②靠近消费中心，稍偏离原料产地；③交通便利，人口稠密的居民区；④建在环保要求高的地区，便于“三废”的治理A．①②③④B．①③④[来源C．①②④ D．只有②课课后训练1、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B．进入接触室的气体，必须先经净化、干燥C．从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料D．在高温、高压下由和合成2、你认为减少酸雨的途径可以采取的措施是①少用煤作燃料，②把工厂烟囱造高，③燃料脱硫，④在已酸化的土壤中加石灰，⑤开发新能源。A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤3、有关二氧化硫的叙述正确的是()A．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2*C．实验室可用启普发生器制取二氧化硫D．用石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫4、工业上用接触法制取硫酸过程中，硫铁矿在沸腾炉中燃烧的化学方程式是，该反应中氧化剂是______，还原剂是______，被氧化的元素是______，被还原的元素是______。5、SO2是重要的大气污染物，大量SO2主要来源，SO2不但本身污染大气，它在大气中经尘粒催化，与水、氧气作用，形成危害更大的酸雨，形成酸雨的有关化学方程式为：。6、火力发电厂常用熟石灰吸收煤燃烧产生的SO2气体，并回收制得有用的石膏（CaSO4·2H2O）则有关反应的化学方程式为。7、硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为：，该反应在中进行（填仪器名称）。(2)为了有利于SO2转化为SO3，且能充分利用热能，采用了多层催化剂且有热交换器的(填仪器名称)中进行反应。在如图所示的装置中，C处流出的气体有；SO3进入（填仪器名称）用吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。（3）实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是。（4）现在欲提高SO2的反应速率和转化率，下列措施可行的是。A、向装置中通入氮气且保持体积不变