人教版高中化学 第一章 走进化学工业 第一节 化工生产过程中的基本问题（第1课时）课件 新人教选修2.ppt

第一章第一章 走进化学工业走进化学工业第一节第一节 化工生产过程中的基本问题化工生产过程中的基本问题第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列选修选修2 2 化学与技术化学与技术2021/8/9 星期一1走进化学工业走进化学工业2021/8/9 星期一2教学目标教学目标、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。些基本问题。、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。和意义。化工生产过程中的基本问题化工生产过程中的基本问题2021/8/9 星期一3硫酸的性质硫酸的性质(1)物理性质物理性质：硫酸是一种无色硫酸是一种无色,难挥发难挥发,易溶易溶于水的油状液体。于水的油状液体。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀稀释硫酸时应该把释硫酸时应该把_倒入倒入_中，中，并并_。(2)(2)化学性质：化学性质：浓硫酸具有酸性浓硫酸具有酸性、_性、性、_性和性和_性性。浓硫酸浓硫酸水水不断搅拌不断搅拌吸水吸水脱水脱水强氧化强氧化复习回顾：复习回顾：化工生产过程中的基本问题化工生产过程中的基本问题2021/8/9 星期一4硫酸的消硫酸的消费水平是一个国家工水平是一个国家工业发达水平的重要达水平的重要标志志化工生产过程中的基本问题化工生产过程中的基本问题2021/8/9 星期一5一、依据化学反应原理确定生产过程一、依据化学反应原理确定生产过程（一）硫酸工业生产的原理（一）硫酸工业生产的原理思考：1.自然界中存在的含硫的物质有哪些自然界中存在的含硫的物质有哪些?2.这些物质能直接得到这些物质能直接得到H2SO4吗吗?若不能，那么若不能，那么要经过哪些中间产物才能变成硫酸要经过哪些中间产物才能变成硫酸?硫磺、黄铁矿（硫磺、黄铁矿（FeS2）请写出有关的化学方程式!依据化学反应原理确定生产过程依据化学反应原理确定生产过程2021/8/9 星期一6（二）硫酸工业生产的原理（二）硫酸工业生产的原理以硫磺为原料第一步：造气S(s)+O2(g)SO2(g)点燃2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热第二步：催化氧化第三步：吸收SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)依据化学反应原理确定生产过程依据化学反应原理确定生产过程2021/8/9 星期一7（二）硫酸工业生产的原理（二）硫酸工业生产的原理以黄铁矿（FeS2）为原料第一步：造气2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热第二步：催化氧化第三步：吸收SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)生产过程：造气 催化氧化 吸收依据化学反应原理确定生产过程依据化学反应原理确定生产过程2021/8/9 星期一8 造气造气制（制（SO2）净化、干燥净化、干燥催化反应室催化反应室400500常压、催化剂常压、催化剂吸收塔吸收塔稀释室稀释室贮存室贮存室SO3空气空气SO2发烟硫酸发烟硫酸98%硫酸硫酸98%硫酸硫酸水水（三）工业制硫酸的主要流程（三）工业制硫酸的主要流程依据化学反应原理确定生产过程依据化学反应原理确定生产过程2021/8/9 星期一9二、生产中原料的选择1、硫酸生产中的三种原料：、硫酸生产中的三种原料：硫磺或黄铁矿、空气、水硫磺或黄铁矿、空气、水思考：（1）为什么早期我国是以黄铁矿为原料制硫酸）为什么早期我国是以黄铁矿为原料制硫酸？早早期期黄黄铁铁矿矿储储存存量量比比较较大大，而而天天然然硫硫磺磺资资源源缺缺乏乏，又难以从国外购进，并且那时对环境保护不够重视。又难以从国外购进，并且那时对环境保护不够重视。（2）为什么不主张用黄铁矿（）为什么不主张用黄铁矿（主要成分主要成分FeS2）作为原料生产硫酸作为原料生产硫酸?硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单，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，从三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化，从而降低成本。而降低成本。生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一10硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高高 温温SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺为原料以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(造气造气)(催化氧化催化氧化)(吸收吸收)工业中通常用工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收的硫酸溶液代替水来吸收SO3想一想想一想:从生产硫酸的原理看从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生硫酸厂中的生产设备最少应分几部分产设备最少应分几部分?2、工业生产硫酸的基本过程、工业生产硫酸的基本过程生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一11沸腾炉沸腾炉接触室接触室吸收塔吸收塔3、硫酸工业生产的三个主要设备、硫酸工业生产的三个主要设备SO2O2生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一12沸腾炉沸腾炉炉气炉气矿矿渣渣空气空气思思考考：从从沸沸腾腾炉炉出出来来的的SO2气气体体是是否否纯净？纯净？思思考考：黄黄铁铁矿矿为为什什么么要要粉粉碎碎？为为什什么么要要通通入入强强大空气流？大空气流？粉粉碎碎黄黄铁铁矿矿是是增增大大矿矿石石跟跟空空气气的的接接触触面面积积，加加快快反反应应速速率率并并使使之之充分燃烧；充分燃烧；通通强强大大的的空空气气流流是是为为了了使使黄黄铁铁矿矿充充分分燃燃烧烧，同同时时增增大大廉廉价价易易得得的的反反应应物物浓浓度度，可可以以是是较较贵贵重重的的原原料料得得以充分利用。以充分利用。不不纯纯净净，炉炉气气中中除除SO2 还还含含有有 O2、N2、H2O和和一一些些杂杂质。质。生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一13接触室接触室低温的低温的SO2、O2思思考考：接接触触室室中中热热交交换换器器的的作作用用是是什什么么？从从接接触触室室出出来来的的气气体体成成分是什么？分是什么？热热交交换换器器的的作作用用是是在在SO2接接触触氧氧化化时时，用用放放出出的的热热来来预预热热即即将将进进入入接接触触室室发发生生反反应应的的SO2 和和空空气气，这这样样可可以以充充分分利利用用热热能能，节约燃料。节约燃料。生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一14吸收塔吸收塔SO3思思考考：吸吸收收SO3为为什什么么不不用用水水或或稀稀硫硫酸酸，而而要要用用98.3%的的浓浓硫硫酸酸？浓浓硫硫酸酸为为什什么么必必须须从塔顶喷下？从塔顶喷下？因为用水或稀因为用水或稀H2SO4溶溶液做吸收剂容易形成酸雾液做吸收剂容易形成酸雾且吸收速率慢；且吸收速率慢；液液体体由由上上向向下下流流，气气体体由由下下向向上上升升，两两者者在在逆逆流流过程中充分反应。过程中充分反应。生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一15小结1、工业上接触法制硫酸概括为、工业上接触法制硫酸概括为“五个三五个三”：三种原料三种原料:三个反应三个反应:三个生产过程三个生产过程:三个主要设备三个主要设备:硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿)、空气、水、空气、水造气、催化氧化、吸收造气、催化氧化、吸收沸沸 腾腾 炉、接炉、接 触触 室、吸收塔室、吸收塔生产原料的选择生产原料的选择2021/8/9 星期一16