高中化学选修2化学与技术-第一单元走进化学工业-化学生产过程中的基本问题

高中化学选修2化学与技术-第一单元走进化学工业-化学生产过程中的基本问题

化学：第一单元课题１ 《化学生产过程中的基 本问题》课件PPT（人教 版选修2） 走进化学工业 化工生产过程中的基本问题 第一单元 课题一 硫酸的用途 思考: (1)自然界中有没有天然的硫酸? (2)工业上如何制取硫酸? 硫酸的性质 (1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。 浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中, 并_____. (2)化学性质: 浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸 水 不断搅拌 吸水 脱水 强氧化 (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? 2. 这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸? 硫酸生产反应式 S (s)+ O2 (g) SO2(g) 高 温 (一)硫酸工业生产的原理 SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l) 第一步： 第二步： 第三步： 以硫磺为原料: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 加 热 (造气) (催化氧化) (吸收) 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3 因此:工业上制硫酸主要分 _________个生产过程. 硫酸生产反应式 (二)硫酸工业原料的选择 4FeS2(S) +11 O2 (g) 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g) 高 温 第一步： SO3 (g) + H2O(l) H2SO4(l) 2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 加 热 第二步： 第三步： 以FeS2为原料 思考: 为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸? 因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿), 空气,和水 硫酸生产反应式 S (s)+ O2 (g) SO2(g) 高 温 SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l) 第一步： 第二步： 第三步： 以硫磺为原料: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) 催化剂 加 热 (造气) (催化氧化) (吸收) 工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3 想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生 产设备最少应分几部分? (三)硫酸工业生产的三个主要设备 沸 腾 炉图片 接 触 室图片 98.3%H2SO4 SO2 O2 SO2 O2 SO2 O2 阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____ 越高 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 思考:是否压强越高越好 ? 硫酸工业生产的三个适宜条件: 应选择压强:(2)常压 生产中反应条件的控制 (1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气 硫酸工业生产的三个适宜条件: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 生产中反应条件的控制 阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化 为SO3? 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. 思考:是否温度越低越有利于SO2 转化为SO3 ? 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 放热 催化剂 硫酸工业生产的三个适宜条件: 低 应选择温度:(1)低温(400~5000C) 1. 如何处理尾气中的SO2? 2. 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 大量热能? 工业：ＳＯ２ Ｃa（ＯＨ）２ ＣaＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４ ＳＯ２（重新利用） 实验室： ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ 用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和. 废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖 生产中的三废处理 能量的充分利用 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 出的热能(工厂里把它们叫做“废热”) 以降低生产成本。 在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产 生蒸汽来发电；在接触室中设热交 换装置。据测算，生产1t硫酸约需消 耗100kW·h的电能，而相应量反应 物在生产过程中放出的反应热相当 于200kW·h的电能。 化工生产过程: (1)确定化学反应原理 (2)选择原料 (3)选择设备和工艺流程 (4)三废处理(环境保护) (5)能源的利用(综合经济利益) (6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题） 小结:(本节课重点) 1. 工业上接触法制硫酸概括为“五个三” : 三种原料: 三个反应: 三个生产过程: 三个主要设备: 硫酸工业生产的三个适宜条件: 2. 硫酸生产中的废气及废液的处理方法. v硫磺(或黄铁矿),空气,和水 造气,催化氧化,吸收 沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔 (1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气 实践活动 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。 研究课题：利津石油化工厂的废气可 否应用于利津凤凰热电厂的发电燃料？