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2课时）课件 新人教选修2.ppt

教学目标教学目标能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。件。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 星期一1三、生产中反应条件的控制三、生产中反应条件的控制复习回顾：复习回顾：1、影响化学反应速率的因素有哪些？、影响化学反应速率的因素有哪些？指在一定条件下的可逆反应里，正反应和指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。浓度保持不变的状态。注意：注意：（1）前提是）前提是“一定条件下的可逆反应一定条件下的可逆反应”；（2）实质是）实质是“正反应和逆反应速率相等正反应和逆反应速率相等”；（3）标志是）标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变”。2、什么是化学平衡？、什么是化学平衡？反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的反应物浓度、温度、压强（对有气体参加的反应）、催化剂反应）、催化剂生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制2021/8/9 星期一2补补充充：平平衡衡的的移移动动，即即改改变变反反应应条条件件（浓浓度度、温温度度、压强）对化学平衡的影响压强）对化学平衡的影响条件的改变条件的改变平衡移动方向平衡移动方向平衡移动的结果平衡移动的结果增大反应物浓度增大反应物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度增大压强增大压强升高温度升高温度向正反应方向移动向正反应方向移动向正反应方向移动向正反应方向移动向气体体积缩小的方向气体体积缩小的方向移动向移动向吸热反应方向移动向吸热反应方向移动反应物浓度减小反应物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度增大体系压强减小体系压强减小体系温度降低体系温度降低勒勒夏夏特特列列原原理理：如如果果改改变变影影响响化化学学平平衡衡的的一一个个条条件件（浓浓度度、温温度度或或压压强强等等），平平衡衡就就会会向向着着能能够够减减弱弱这这种种改改变变的方向移动的方向移动生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制2021/8/9 星期一3三、生产中反应条件的控制三、生产中反应条件的控制2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)催化剂催化剂加热加热SO2接触氧化的反应为：接触氧化的反应为：注：这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应思考与交流思考与交流：阅阅读读P P6 6 表表1111，思思考考温温度度较较低低时时，SOSO2 2的的转转化化率率_；那么是否温度越低越好呢？那么是否温度越低越好呢？越高（1）温度）温度生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制2021/8/9 星期一4思考与交流思考与交流：阅阅读读P P6 6 表表1111，思思考考温温度度较较低低时时，SOSO2 2的的转转化化率率_；那么是否温度越低越好呢？那么是否温度越低越好呢？越高 不是，虽然温度较低对提高SO2的转化率有利，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。应选择温度：(1)低温低温(4005000C)注注意意: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。生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制2021/8/9 星期一5三、生产中反应条件的控制三、生产中反应条件的控制 阅读P6表1-2，思考压强的增大，SO2的转化率_；（2）压强）压强思考与交流思考与交流：越高那么是否压强越高越好呢？那么是否压强越高越好呢？根据平衡移动原理，加压对提高SO2的转化率有利，但在常压、400500时，SO2的转化率已经很高，加压对设备的要求高，会增大投资和能量消耗。应选择压强：（2）常压常压注意：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问题生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制2021/8/9 星期一6(1)(1)较高的温度较高的温度(400500(4005000 0C)C)(2)(2)常压常压(3)(3)催化剂催化剂 2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)催化剂催化剂加热加热三、生产中反应条件的控制三、生产中反应条件的控制接触氧化的适宜条件：接触氧化的适宜条件：生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制2021/8/9 星期一7四、硫酸工业生产过程中三废的处理四、硫酸工业生产过程中三废的处理1、三废：废气、废液、废渣、三废：废气、废液、废渣2、三废的处理方法：、三废的处理方法：（1）如何处理尾气中的）如何处理尾气中的SO2？方法一：石灰水吸收法方法一：石灰水吸收法a（）（）a（重新利用）（重新利用）方法二：氨水吸收法方法二：氨水吸收法SO2+2NH3+H2O (NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4 (NH4)2SO4+SO2 +H2O生产中三废的处理生产中三废的处理2021/8/9 星期一8（2）如何处理废水中的酸性物质如何处理废水中的酸性物质?（3）如何利用废渣和生产过程中的产生的大量）如何利用废渣和生产过程中的产生的大量热能热能?用石灰浆用石灰浆Ca(OH)2或石灰石粉中和：或石灰石粉中和：废渣：分离后循环利用，剩下的作铺路用的废渣：分离后循环利用，剩下的作铺路用的沥青或用于制砖沥青或用于制砖四、硫酸工业生产过程中三废的处理四、硫酸工业生产过程中三废的处理Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4+2H2O生产中三废的处理生产中三废的处理2021/8/9 星期一9五、能量的五、能量的充分充分利用利用 硫硫酸酸生生产产过过程程中中的的三三个个化化学学反反应应都都是是放放热热反反应应，可可以以充充分分利利用用这这些些反反应应放放出出的的热热能能(工工厂厂里里把把它它们们叫叫做做“废废热热”)以降低生产成本。以降低生产成本。在在沸沸腾腾炉炉旁旁设设置置“废废热热”锅锅炉炉，产产生生蒸蒸汽汽来来发发电电；在在接接触触室室中中设设热热交交换换装装置置。据据测测算算，生生产产1t硫硫酸酸约约需需消消耗耗100kWh的的电电能能，而而相相应应量量反反应应物物在在生生产产过过程程中中放放出出的的反应热相当于反应热相当于200kWh的电能。的电能。能量的充分利用能量的充分利用2021/8/9 星期一10小结：小结：1.1.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：硫酸工业生产的三个适宜条件：硫酸工业生产的三个适宜条件：2.2.硫酸生产中的废气及废液的处理方法。硫酸生产中的废气及废液的处理方法。硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿)、空气和水、空气和水造气、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(1)低温低温(4005000C)(2)常压常压(3)适当过量的空气适当过量的空气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 星期一111、在在硫硫酸酸的的工工业业制制法法中中，下下列列生生产产操操作作与与说说明明生产操作的原因二者都正确的是（生产操作的原因二者都正确的是（）A.硫硫铁铁矿矿燃燃烧烧前前需需将将矿矿粒粒粉粉碎碎，这这样样易易于于向向沸沸腾炉中投料腾炉中投料B.炉炉气气进进入入接接触触室室之之前前需需要要进进化化、干干燥燥，因因为为炉气中的杂质易与炉气中的杂质易与SO2反应反应C.SO2氧氧化化为为SO3时时需需要要使使用用催催化化剂剂，这这样样可可提提高高SO2的转化率的转化率D.接接触触室室的的反反应应温温度度控控制制在在400500，因因为为在在这这个个温温度度范范围围内内，反反应应速速率率和和SO2的的转转化化率率都都比比较理想，且催化剂的活性也较高较理想，且催化剂的活性也较高练习D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 星期一12练习2、下下列列对对硫硫酸酸生生产产中中化化学学反反应应原原理理的的分分析析正确的是（正确的是（）A.硫硫酸酸生生产产中中涉涉及及的的三三个个化化学学反反应应因因原原料料的不同可能全部是氧化还原反应的不同可能全部是氧化还原反应B.硫硫酸酸生生产产中中涉涉及及的的三三个个化化学学反反应应都都是是放放热反应热反应C.硫硫酸酸生生产产中中涉涉及及的的三三个个化化学学反反应应都都需需要要使用催化剂使用催化剂D.硫硫酸酸生生产产中中涉涉及及的的三三个个化化学学反反应应都都需需要要在较高温度条件下进行在较高温度条件下进行B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 星期一13练习3、关关于于接接触触法法制制硫硫酸酸的的叙叙述述中中，不不正正确确的是（的是（）A.从从沸沸腾腾炉炉出出来来的的炉炉气气必必须须净净化化，主主要要目目的是防止催化剂中毒的是防止催化剂中毒B.之之所所以以叫叫“接接触触法法”是是因因为为SO2被被氧氧化化成成SO3时反应是在催化剂表面进行的时反应是在催化剂表面进行的C.黄黄铁铁矿矿粉粉碎碎成成细细小小矿矿粒粒，在在沸沸腾腾炉炉中中燃燃烧快、反应完全，提高了原料的利用率烧快、反应完全，提高了原料的利用率D.SO3用用稀稀硫硫酸酸吸吸收收而而不不用用水水吸吸收收，可可防防止形成酸雾并使止形成酸雾并使SO3吸收完全吸收完全D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 星期一14练习4、硫硫 酸酸 最最 古古 老老 的的 生生 产产 方方 法法 是是 把把 绿绿 矾矾（FeSO47H2O）装装入入反反应应器器中中加加强强热热，会会流流出出油油状状液液体体，并并放放出出有有刺刺激激性性气气味味的的气气体体（SO2），反反应应器器中中的的固固体体变变成成了了红红色色。写写出出这这种种方方法法中中绿绿矾矾转转化化为为硫硫酸酸的的两两个个化化学方程式：学方程式：（1）（2）SO3+H2O H2SO42FeSO4 7H2O Fe2O3+SO3+SO2+7H2O高温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 星期一15实践活动实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问等通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如方式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。何利用废热的。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 星期一16