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

化学选修2化学与技术第1页走进化学工业第2页【学习目标】

①以工业制硫酸为例，了解化工生产中一些基本问题。

②认识化学在生产技术中价值，对科学探究过程加深了解,学会将所学知识应用于实际方法。③树立合理利用自然资源、节约能源观点。④培养既会独立思索，又能与人合作能力。第3页硫酸用途第4页思索：自然界有没有天然硫酸？自然界中存在含硫物质有哪些？这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸？第5页【思索与交流1】假如以硫磺为原料制硫酸，你能试着用化学方程式表示制硫酸反应原理吗？第6页硫酸生产反应式以硫磺为原料:S(s)+O2(g)SO2(g)

高温第一步：(造气)第二步：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂

加热(催化氧化)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第三步：(吸收)工业中通惯用98.3%硫酸溶液代替水来吸收SO3所以:工业上制硫酸主要分_________个生产过程.一、依据化学反应原理确定生产过程第7页98%硫酸98.3%硫酸发烟硫酸SO3SO2造气制SO2净化干燥空气催化反应室，400-500℃，常压，催化剂吸收塔稀释室水贮存室工业制硫酸简明流程图：第8页硫酸工业生产三个主要设备98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2第9页二、生产中原料选择：【思索与交流2】

在我国，工业制硫酸原料选择，有以下问题需要考虑：1.从基建投资、加工费用及环境保护等方面考虑，用硫磺制硫酸装置优于用黄铁矿制硫酸装置；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磺要大，但也存在供不应求趋势；4.硫磺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.因为原料多需进口，硫磺制硫酸成本略高于黄铁矿制硫酸；设备大型化可降低成本；……第10页二、生产中原料选择：

今后发展趋势会是怎样呢？你有什么好提议吗？

实际上，在早期相当一段时间内，我国主要是以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为何？从世界当前情况来看，很多国家都已经限制以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为何？第11页三、生产中反应条件控制：[思索与交流3]表1和表2是SO2催化氧化反应一些试验数据，请思索和交流以下问题：温度/℃4004504755005255505756006501000转化率/%99.297.595.893.590.585.679.973.758.55.0

表1不一样温度下SO2平衡转化率【原料气成份（体积分数）：SO27%，O211%,N282%;压强：0.1Mpa】第12页三、生产中反应条件控制：[思索与交流3]表1和表2是SO2催化氧化反应一些试验数据，请思索和交流以下问题：表2压强对SO2平衡转化率影响【原料气成份（体积分数）：SO27%，O211%,N282%;压强：0.1Mpa】0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4转化率/%温度/℃压强

/Mpa1Mpa=106pa,1atm=1.01×105pa第13页思索与交流3

2.在实际生产中，还有以下问题值得考虑：①温度较低时催化剂活性不高，反应速率低；②加压对设备要求高，会增加成本和能量消耗；等等。

在考虑以上问题后，你刚才想法会改变吗？现在请你为实际生产中SO2催化氧化反应选择一个适当温度和压强。1.从以上试验数据看，你认为SO2催化氧化反应应在什么温度和压强条件下有利于SO3生成？第14页思索与交流4：对于上述SO2催化氧化反应：1.请用平衡移动原理来解释：为何降低温度和增大压强有利于提升转化率？2.假如其它条件不变，分别改变以下条件，将对化学平衡有什么影响？

①增大O2浓度；

②减小SO3浓度。第15页硫酸生产中适宜条件：1.低温(400~500℃)2.常压3.适当催化剂4.适当过量空气三、生产中反应条件控制：第16页化工生产过程:(1)确定化学反应原理(2)选择原料(3)选择设备和工艺流程(4)三废处理(环境保护)(5)能源利用(综合经济利益)(6)其它问题(如厂址，成本，设备、劳动组织和生产效率等问题）第17页1.实践活动：

经过查阅资料、上网、参观访问等