依据化学反应原理确定生成过程.pptx

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1、化学反应条件的控制人教版化学选修2——第一章走进化学工业第一节化工生产过程中的基本问题20世纪末化学品产量排名——选自《化学与工程新知》硫酸硫酸的用途化肥（50%以上）药物蓄电池军事工业化工化学纤维硫磺硫铁矿（FeS2）思考：你知道哪些自然界中的含硫物质？①如果以硫磺为原料制硫酸,你能写出对应化学方程式吗？②焙烧硫铁矿制备二氧化硫时同时有氧化铁生成，你能写出该反应的化学方程式吗？一、工业制硫酸的反应原理二、工业制硫酸的生产环节①造气（制SO2）②催化氧化③SO3吸收交流与讨论1——造气环节沸腾炉中的变化工业上把硫铁矿粉碎成细小颗粒再放在沸腾炉中焙烧，从炉底鼓入

2、强大空气流，扬矿石小颗粒扬起，成沸腾状燃烧氧化。【思考】粉碎硫铁矿的目的是什么？问题解决1——催化氧化环节2SO2（9）＋O2（g）⇌2SO3(g)△H=-196kJ/mol△V2O5【思考】催化氧化是硫酸生产的核心环节，为了提高效率，减少SO2的污染，可以从哪些化学反应原理角度去分析？表1.气体组分与平衡转化率的关系（400℃）SO2浓度%5677.5891012O2浓度%13.912.41110.598.16.755.5SO2转化率%99.399.399.299.199.098.898.490.91.接触室里SO2和O2的比例对SO2转化率有什么影响？你能

3、解释原因吗？交流与讨论2——催化氧化环节压强转化率温度0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4表2.压强对SO2的平衡转化率的影响2.SO2的催化氧化反应什么压强条件下有利于SO3的生成？你能解释原因吗？（一个大气压=0.1MPa）交流与讨论2——催化氧化环节【实际问题】加压对设备与安全要求高，同时会增加成本和能耗。表3.不同温度下SO2的平衡转化率温度/℃400450475500525550575600650转化率/%99.399.399.299.199.098.89

4、8.490.958.53.SO2的催化氧化反应什么温度条件下有利于SO3的生成？你能解释原因吗？交流与讨论2——催化氧化环节问题解决2——实际问题的因素催化剂①温度过低，催化剂活性不高，反应速率低；温度过高，催化剂结构容易发生变化，甚至失活。②【思考】实际生产中我们应该怎么选择SO2的催化氧化温度？三、生产条件控制常压、400-500℃、SO2和O2的投料比约为7:11反应原理条件控制产率速率安全经济环保盛有催化剂的隔板内管外管低温SO2与空气高温SO2与空气低温SO3接触室中热交换器示意图技术改进——接触室中的能量利用充分利用能量低温SO2与空气的混合气体进

5、入接触室时，在热交换器的外管中流动，从塔顶进入第一个催化剂层，然后进入热交换器内管，最终生成的SO3通过内管从塔底流出接触室。通过这样的热交换把反应时生成的热传递给进入接触时需要预热的气体。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ＳＯ２Ｃa（ＯＨ）２ＣaＳＯ３Ｈ２ＳＯ４ＳＯ２（重新利用）方法二：氨水吸收法SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2+H2O生产中三废的处理（2）如何处理废水中的酸性物质?（3）如何利用废渣

6、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+H2SO4CaSO4+2H2O生产中三废的处理2.吸收塔内填充有许多瓷管，SO3从塔底部通入，用于吸收SO3的98.3%的浓硫酸从塔顶喷淋下来。这样的流向设计（逆流）有什么好处？课后拓展——吸收塔的秘密1.吸收塔中不用水而是用98.3%的浓硫酸的原因是什么？