1、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2 2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2022-6-71三、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和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。的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）
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反应混合物中各组分的浓度保持不变变”。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2022-6-72补充：补充：平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、平衡的移动，即改变反应条件（浓度、温度、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
3、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夏特列原理：勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件如果改变影响化学平衡的一个条件（浓（浓度、温度或压强等度、温度或压强等），平衡就会向着能够），平衡就会向着能够减弱减弱这种改变这种改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2022-6-73三、生产中反应条件的控制
4、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：阅读阅读P P6 6 表表1111，思考温度较低时，思考温度较低时，SOSO2 2的转化率的转化率_；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2022-6-74思考与交流思考与交流：阅读阅读P P6 6 表表1111，思考温度较低时，思考温度较低时，SOSO2 2的转化率
5、的转化率_；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)注意注意: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2022-6-75三、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
6、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2022-6-76(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2022-6-77四
7、、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2022-6-78（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
8、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2022-6-79五、能五、能量的量的充分充分利用利用 硫酸生产过程中的三个化学反应都硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能出的热能(工厂里把它们叫做工厂里把它们叫做“废热废热
9、”)以以降低生产成本。降低生产成本。 在沸腾炉旁设置在沸腾炉旁设置“废热废热”锅炉，产生蒸锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产测算，生产1t硫酸约需消耗硫酸约需消耗100kWh的电的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的能，而相应量反应物在生产过程中放出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2022-6-710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
10、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2022-6-7111、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明、在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说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. 硫铁矿燃烧前需将矿粒
11、粉碎，这样易于向沸硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎，这样易于向沸腾炉中投料腾炉中投料B. 炉气进入接触室之前需要进化、干燥，因为炉气进入接触室之前需要进化、干燥，因为炉气中的杂质易与炉气中的杂质易与SO2反应反应C. SO2氧化为氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可时需要使用催化剂，这样可提高提高SO2的转化率的转化率D. 接触室的反应温度控制在接触室的反应温度控制在400500，因为，因为在这个温度范围内，反应速率和在这个温度范围内，反应速率和SO2的转化率的转化率都比较理想，且催化剂的活性也较高都比较理想，且催化剂的活性也较高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2022-6-7122
12、、下列对硫酸生产中化学反应原理的分析、下列对硫酸生产中化学反应原理的分析正确的是（正确的是（ ）A. 硫酸生产中涉及的三个化学反应因原料硫酸生产中涉及的三个化学反应因原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. 硫酸生产中涉及的三个化学反应都是放硫酸生产中涉及的三个化学反应都是放热反应热反应C. 硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要使用催化剂使用催化剂D.硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要硫酸生产中涉及的三个化学反应都需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2022-6-7133、关于接触
13、法制硫酸的叙述中，不正确、关于接触法制硫酸的叙述中，不正确的是（的是（ ）A. 从沸腾炉出来的炉气必须净化，主要从沸腾炉出来的炉气必须净化，主要目的是防止催化剂中毒目的是防止催化剂中毒B. 之所以叫之所以叫“接触法接触法”是因为是因为SO2被氧化被氧化成成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. 黄铁矿粉碎成细小矿粒，在沸腾炉中黄铁矿粉碎成细小矿粒，在沸腾炉中燃烧快、反应完全，提高了原料的利用率燃烧快、反应完全，提高了原料的利用率D. SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收，可防用稀硫酸吸收而不用水吸收，可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
14、问题化工生产过程中的基本问题2022-6-7144 、 硫 酸 最 古 老 的 生 产 方 法 是 把 绿 矾、 硫 酸 最 古 老 的 生 产 方 法 是 把 绿 矾（FeSO47H2O）装入反应器中加强热，会）装入反应器中加强热，会流出油状液体，并放出有刺激性气味的气流出油状液体，并放出有刺激性气味的气体（体（SO2），反应器中的固体变成了红色。），反应器中的固体变成了红色。写出这种方法中绿矾转化为硫酸的两个化写出这种方法中绿矾转化为硫酸的两个化学方程式：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2022-6-715实践活动实践活动 通过查阅资料、上网、参观访问通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是等方式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。如何利用废热的。化工生产过程中的基本问题化工生产过程中的基本问题2022-6-716Thanks 谢谢您的观看！2022-6-717
