生產(chǎn)中原料的選擇 (4)

1、2022/7/251教學(xué)目標(biāo)能用勒夏特列原理選擇二氧化硫催化氧化的合適條件。化工生產(chǎn)過程中的基本問題2022/7/252三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制復(fù)習(xí)回顧：1、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？ 指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。注意：（1）前提是“一定條件下的可逆反應(yīng)”；（2）實(shí)質(zhì)是“正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等”；（3）標(biāo)志是“反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變”。2、什么是化學(xué)平衡？ 反應(yīng)物濃度、溫度、壓強(qiáng)（對有氣體參加的反應(yīng)）、催化劑生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2022/7/253補(bǔ)充：平衡的移動，即改變反應(yīng)條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)）對化學(xué)平衡的影響

2、條件的改變平衡移動方向平衡移動的結(jié)果增大反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)升高溫度向正反應(yīng)方向移動向正反應(yīng)方向移動向氣體體積縮小的方向移動向吸熱反應(yīng)方向移動反應(yīng)物濃度減小生成物濃度增大體系壓強(qiáng)減小體系溫度降低勒夏特列原理：如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件（濃度、溫度或壓強(qiáng)等），平衡就會向著能夠減弱這種改變的方向移動生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2022/7/254三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 催化劑加熱SO2接觸氧化的反應(yīng)為：注：這是一個氣體總體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng)思考與交流：閱讀P6 表11，思考溫度較低時，SO2的轉(zhuǎn)化率_；那么是否溫度越低越好呢？越高

3、（1）溫度生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2022/7/255思考與交流：閱讀P6 表11，思考溫度較低時，SO2的轉(zhuǎn)化率_；那么是否溫度越低越好呢？越高 不是，雖然溫度較低對提高SO2的轉(zhuǎn)化率有利，但溫度較低時催化劑活性不高，反應(yīng)速率低。應(yīng)選擇溫度：(1)低溫(4005000C)注意:工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)溫度的選擇往往還要考慮該溫度下催化劑的活性。生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2022/7/256三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制 閱讀P6表1-2，思考壓強(qiáng)的增大，SO2的轉(zhuǎn)化率_；（2）壓強(qiáng)思考與交流：越高那么是否壓強(qiáng)越高越好呢？ 根據(jù)平衡移動原理，加壓對提高SO2的轉(zhuǎn)化率有利，但在常壓、400500時，SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高

4、，加壓對設(shè)備的要求高，會增大投資和能量消耗。應(yīng)選擇壓強(qiáng)：（2）常壓注意：工業(yè)生產(chǎn)中壓強(qiáng)的選擇往往還要考慮成本和能量消耗等問題生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2022/7/257(1)較高的溫度(4005000C)(2)常壓(3)催化劑 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 催化劑加熱三、生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制接觸氧化的適宜條件：生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制2022/7/258四、硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中三廢的處理1、三廢：廢氣、廢液、廢渣2、三廢的處理方法：（1）如何處理尾氣中的SO2？方法一：石灰水吸收法a（）a（重新利用）方法二：氨水吸收法SO2 + 2NH3 + H2O (NH4)2SO3(NH4)

5、2SO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + SO2 + H2O生產(chǎn)中三廢的處理2022/7/259（2） 如何處理廢水中的酸性物質(zhì)?（3）如何利用廢渣和生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的大量熱能?用石灰漿Ca(OH)2或石灰石粉中和：廢渣：分離后循環(huán)利用，剩下的作鋪路用的瀝青或用于制磚四、硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中三廢的處理Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O生產(chǎn)中三廢的處理2022/7/2510五、能量的充分利用 硫酸生產(chǎn)過程中的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，可以充分利用這些反應(yīng)放出的熱能(工廠里把它們叫做“廢熱”)以降低生產(chǎn)成本。 在沸騰爐旁設(shè)置“廢熱”鍋爐，產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電；在接觸室中設(shè)熱交

6、換裝置。據(jù)測算，生產(chǎn)1t硫酸約需消耗100kWh的電能，而相應(yīng)量反應(yīng)物在生產(chǎn)過程中放出的反應(yīng)熱相當(dāng)于200kWh的電能。能量的充分利用2022/7/2511小結(jié)：1. 工業(yè)上接觸法制硫酸概括為“五個三” ： 三種原料： 三個反應(yīng)： 三個生產(chǎn)過程： 三個主要設(shè)備： 硫酸工業(yè)生產(chǎn)的三個適宜條件：2. 硫酸生產(chǎn)中的廢氣及廢液的處理方法。硫磺(或黃鐵礦)、空氣和水造氣、催化氧化、吸收沸 騰 爐、接 觸 室、吸收塔(1)低溫(4005000C)(2)常壓(3)適當(dāng)過量的空氣化工生產(chǎn)過程中的基本問題2022/7/25121、在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的原因二者都正確的是（ ）A. 硫鐵

7、礦燃燒前需將礦粒粉碎，這樣易于向沸騰爐中投料B. 爐氣進(jìn)入接觸室之前需要進(jìn)化、干燥，因?yàn)闋t氣中的雜質(zhì)易與SO2反應(yīng)C. SO2氧化為SO3時需要使用催化劑，這樣可提高SO2的轉(zhuǎn)化率D. 接觸室的反應(yīng)溫度控制在400500，因?yàn)樵谶@個溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率都比較理想，且催化劑的活性也較高練習(xí)D化工生產(chǎn)過程中的基本問題2022/7/2513練習(xí)2、下列對硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析正確的是（ ）A. 硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是氧化還原反應(yīng)B. 硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)C. 硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要使用催化劑D.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)

8、反應(yīng)都需要在較高溫度條件下進(jìn)行B化工生產(chǎn)過程中的基本問題2022/7/2514練習(xí)3、關(guān)于接觸法制硫酸的敘述中，不正確的是（ ）A. 從沸騰爐出來的爐氣必須凈化，主要目的是防止催化劑中毒B. 之所以叫“接觸法”是因?yàn)镾O2被氧化成SO3時反應(yīng)是在催化劑表面進(jìn)行的C. 黃鐵礦粉碎成細(xì)小礦粒，在沸騰爐中燃燒快、反應(yīng)完全，提高了原料的利用率D. SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收，可防止形成酸霧并使SO3吸收完全D化工生產(chǎn)過程中的基本問題2022/7/2515練習(xí)4、硫酸最古老的生產(chǎn)方法是把綠礬（FeSO47H2O）裝入反應(yīng)器中加強(qiáng)熱，會流出油狀液體，并放出有刺激性氣味的氣體（SO2），反應(yīng)器中的固體變成了紅色。寫出這種方法中綠礬轉(zhuǎn)化為硫酸的兩個化學(xué)方程式：（1）（2）SO