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1 新人教版选修2 .ppt

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1、化学选修化学选修化学选修化学选修 2 2 2 2 化学与技术化学与技术化学与技术化学与技术走进化学工业单击此处编辑母版标题样式【学习目标学习目标】以工业制硫酸为例，了解化工生产中的一些基本问题。以工业制硫酸为例，了解化工生产中的一些基本问题。认识化学在生产技术中的价值，对科学探究过程加深认识化学在生产技术中的价值，对科学探究过程加深 理解理解,学会将所学的知识应用于实际的方法。学会将所学的知识应用于实际的方法。树立合理利用自然资源、节约能源的观点。树立合理利用自然资源、节约能源的观点。培养既会独立思考，又能与人合作的能力。培养既会独立思考，又能与人合作的能力。单击此处编辑母版标题样式硫酸的用途

2、硫酸的用途单击此处编辑母版标题样式思考：思考：n自然界有没有天然的硫酸？自然界有没有天然的硫酸？n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？n这些物质要经过哪些中间产物才能变这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸？成硫酸？单击此处编辑母版标题样式【思考与交流思考与交流1】如果以硫磺为原料制硫酸，你能如果以硫磺为原料制硫酸，你能试着用化学方程式表示制硫酸的反应试着用化学方程式表示制硫酸的反应原理吗？原理吗？单击此处编辑母版标题样式硫酸生产反应式以硫磺为原料以硫磺为原料:S(s)+O2(g)SO2(g)高高 温温第一步：第一步：(造气)第二步：第二步：2SO2(g)+O2(g

3、)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(催化氧化)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第三步：第三步：(吸收)工业中通常用98.3%的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此因此:工业上制硫酸主要分工业上制硫酸主要分 _个生产过程个生产过程.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单击此处编辑母版标题样式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 存室工业制硫酸简要流程图：工业制硫酸简要流程图：单击此处编辑母版标题样式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98.3%H2SO4S

4、O2 O2SO2 O2SO2 O2单击此处编辑母版标题样式二、生产中原料的选择：二、生产中原料的选择：【思考与交流【思考与交流2 2】在我国，工业制硫酸原料的选择，有以下问题需要考在我国，工业制硫酸原料的选择，有以下问题需要考虑：虑：1.1.从基建投资、加工费用及环境保护等方面考虑，用硫磺从基建投资、加工费用及环境保护等方面考虑，用硫磺制硫酸的装置优于用黄铁矿制硫酸的装置；制硫酸的装置优于用黄铁矿制硫酸的装置；2.2.我国的天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂；我国的天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂；3.3.我国黄铁矿储量比天然硫磺要大，但也存在供不应求的我国黄铁矿储量比天然硫磺要大，但也

5、存在供不应求的趋势；趋势；4.4.硫磺制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程短，设备简单，三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；废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化；5.5.由于原料多需进口，硫磺制硫酸成本略高于黄铁矿制硫由于原料多需进口，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；酸；设备大型化可降低成本；单击此处编辑母版标题样式二、生产中原料的选择：二、生产中原料的选择：今后的发展趋势会是怎样的呢？你有什么好的今后的发展趋势会是怎样的呢？你有什么好的建议吗？建议吗？实际上，在早期相当一段时间内，我国主要是实际上，在早期相当一段时间

6、内，我国主要是以黄铁矿为原料制硫酸的。你认为这是为什么？以黄铁矿为原料制硫酸的。你认为这是为什么？从世界目前的状况来看，很多国家都已经限制从世界目前的状况来看，很多国家都已经限制以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为什么？以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为什么？单击此处编辑母版标题样式三、生产中反应条件的控制：三、生产中反应条件的控制：思考与交流思考与交流33表表1 1和表和表2 2是是SOSO2 2催化氧化反应的一些实验数据，请思考和交流以下问题：催化氧化反应的一些实验数据，请思考和交流以下问题：温度温度/400400450450475475500500525525550550575575600

7、60065065010001000转化率转化率/%/%99.299.297.597.595.895.893.593.590.590.585.685.679.979.973.773.758.558.55.05.0 表表1 不同温度下不同温度下SO2的平衡转化率的平衡转化率【原料气成分（体积分数）：【原料气成分（体积分数）：SO2 7%，O2 11%,N2 82%;压强：压强：0.1Mpa】单击此处编辑母版标题样式三、生产中反应条件的控制：三、生产中反应条件的控制：思考与交流思考与交流33表表1 1和表和表2 2是是SOSO2 2催化氧化反应的一些实验数据，请思考和交流以下问催化氧化反应的一些实验

8、数据，请思考和交流以下问题：题：表表2 2 压强对压强对SOSO2 2平衡转化率的影响平衡转化率的影响【原料气成分（体积分数）：原料气成分（体积分数）：SOSO2 2 7%7%，O O2 2 11%,N 11%,N2 2 82%;82%;压强：压强：0.1Mpa0.1Mpa】0.10.10.50.51 1101040040099.299.299.699.699.799.799.999.950050093.593.596.996.997.897.899.399.360060073.773.785.885.889.589.596.496.4转化率转化率/%温度温度/压强压强/Mpa1Mpa=106

9、 pa,1atm=1.01105pa单击此处编辑母版标题样式思考与交流思考与交流3 2.2.在实际生产中，还有以下问题值得考虑：在实际生产中，还有以下问题值得考虑：温度较低时催化剂的活性不高，反应速率低；温度较低时催化剂的活性不高，反应速率低；加压对设备的要求高，会增加成本和能量消耗；等加压对设备的要求高，会增加成本和能量消耗；等等。等。在考虑以上问题后，你刚才的想法会改变吗？现在考虑以上问题后，你刚才的想法会改变吗？现在请你为实际生产中在请你为实际生产中SOSO2 2的催化氧化反应选择一个合的催化氧化反应选择一个合适的温度和压强。适的温度和压强。1.1.从以上实验数据看，你认为从以上实验数据

10、看，你认为SOSO2 2的催化氧化的催化氧化反应应在什么温度和压强条件下有利于反应应在什么温度和压强条件下有利于SOSO3 3的生成的生成？单击此处编辑母版标题样式思考与交流思考与交流4：对于上述对于上述SOSO2 2的催化氧化反应：的催化氧化反应：1.1.请用平衡移动原理来解释：为什么降低温度和增大请用平衡移动原理来解释：为什么降低温度和增大压强有利于提高转化率？压强有利于提高转化率？2.2.如果其它条件不变，分别改变下列条件，将对化学如果其它条件不变，分别改变下列条件，将对化学平衡有什么影响？平衡有什么影响？增大增大O O2 2的浓度；的浓度；减小减小SOSO3 3的浓度。的浓度。单击此处

11、编辑母版标题样式 硫酸生产中的适宜条件：硫酸生产中的适宜条件：1.低温(400500)2.常压3.合适的催化剂4.适当过量的空气三、生产中反应条件的控制：三、生产中反应条件的控制：单击此处编辑母版标题样式化工生产过程化工生产过程:n(1)确定化学反应原理确定化学反应原理n(2)选择原料选择原料n(3)选择设备和工艺流程选择设备和工艺流程n(4)三废处理三废处理(环境保护环境保护)n(5)能源的利用能源的利用(综合经济利益综合经济利益)n(6)其它问题其它问题(如厂址，成本，设备、劳动组织和如厂址，成本，设备、劳动组织和 生产效率等问题）生产效率等问题）单击此处编辑母版标题样式1.实践活动：实践活动：通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，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何利用废热的。了解一些化工厂是如何利用废热的。作业：作业：2.学与问：学与问：硫酸生产过程中的污水，含有酸性杂质，可以利硫酸生产过程中的污水，含有酸性杂质，可以利用什么反应来处理呢？列举出几种物质。你认为用什么反应来处理呢？列举出几种物质。你认为用哪几种物质比较好，为什么？调查了解在实际用哪几种物质比较好，为什么？调查了解在实际生产中使用的处理方法。生产中使用的处理方法。