高中化学第1单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题第1课时作业新人教版选修

第一单元 课题1 化工生产中的基本问题一、选择题1. 下列说法正确的是( )A ．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B ．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C ．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D ．在2SO 2＋O 225V O 450℃2SO 3中，对“450 ℃”的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑答案：D解析：解答：在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应速率过高而对生产不利时，就要考虑施加负催化剂的问题。

分析：本题考查化学工艺原理选择中反应条件的判断，需要从反应速率和化学平衡以及生产实际等方面进行考虑。

2. 工业上制取硫酸，回收尾气中的废气常选用的试剂是( )。

A ．氨水B ．NaOHC ．H 2SO 3D ．H 2SO 4 答案：A解析：解答：用氨水吸收尾气中的SO 2，回收利用后还可生产化肥，且氨水价格较低。

分析：工业制硫酸的尾气是二氧化硫，属于酸性气体，应该用碱性物质吸收，并且需要考虑经济等社会效益。

3. 下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是( )A ．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化B ．焙烧硫铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物C ．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D ．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收答案：D解析：解答：A项中，炉化需要经过净化，除杂处理；B项中，锻炼FeS2时，铁元素和硫元素均被氧化；C项中，反应正向为放热反应，高温不利于SO3的合成。

分析：本题考查硫酸工业中的实际操作，熟练掌握硫酸工业中二氧化硫的制取、净化、催化氧化、三氧化硫的吸收等是解题的关键。

4. 下列关于实验室制取硫酸的说法中，错误的是( )A．实验室制取硫酸和化工厂制取硫酸原料相同，只有接触法反应中“设备”的大小不同B．二氧化硫与氧气在催化剂的表面上接触时发生反应，所以这种制硫酸的方法称为接触法制硫酸C．实验过程中所得尾气用水直接吸收后，滴入BaCl2溶液可检验H2SO4的生成D．本实验在通风橱中进行答案：A解析：解答：实验室制硫酸与化工厂制取硫酸的原料是不同的，工业制硫酸中使用的二氧化硫是煅烧硫铁矿或者是燃烧硫黄得到的，故A是错误的；B是接触法制硫酸的定义，故正确；在实验过程中尾气含有SO3和SO2，同时被水吸收后，溶液中存在SO42－、H2SO3，滴入BaCl2后，只有BaSO4可以形成沉淀，故可检验有H2SO4生成，C正确；本实验的尾气中含有二氧化硫气体，而二氧化硫有毒，所以实验应该在通风橱中进行，故D是正确的。

你想是如何的人，你就是如何的人；你想成为如何的人，你离这个目标就不会太远。

化工生产过程中的基本问题第 1 课时生产硫酸的基本流程【学习目标】1.依照化学反响原理知识，认识生产硫酸的基本流程。

2.认识硫酸工业生产中原料、厂址和规模的选择。

3.认识硫酸生产过程中反响条件的控制。

4.认识化学科学实验与化工生产的差别。

【要点难点】1.化工生产过程中的基本问题。

2.工业制硫酸的生产原理。

课前预习【情形资料】化工生产过程比较复杂，但一些最基本的问题是相像的，比如，任何化工生产都波及到传质（物料的流动）、传热（能员的传导）、传动（动力的传输）和化学反响器等。

依据课程标准的要求，将化学反响原理、反响发生的条件、原料的选择、三废的办理和能量的利用等作为化工生产过程中的基本问题，联合一些典型产品的生产过程，使学生对化工生产的基本过程有一个初步的认识。

【预习内容】依据教材相关内容填写以下空白：一、依照化学反响原理确立生产过程1.工业制备硫酸，要从以下几个方面考虑(1) 采纳的原料应当是自然界中的含物质，如、。

(2) 生产过程中，要先使硫元素转变为，再把转变为，再与水反响制得。

2. 工业制硫酸主要分、、个阶段(1)以 S 为原料制备 SO2化学反响方程式，（属反响）(2)利用催化氧化反庇将 SO2氧化成 SO3化学反响方程式，（属反响）(3)三氧化硫转变为硫酸化学反响方程式，（属反响）3.工业制硫酸主要生产流程二、生产中原料的选择工业生产某种化工产品，选择原料时，要从多方面虑，如、、原料、能源、工业用水的供给能力、储藏、运输、预办理成本及环境保护等。

(1) 从基建投资、加工花费及环保方面考虑，用制硫酸优于用制硫酸。

(2) 我国天然硫资源，并且开采条件。

(3) 我国黄铁矿储量比天然硫要。

(4) 硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程、设施、三废少，劳动生产率，易于设施。

(5) 因为原料多需入口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸 。

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第1单元课题1化工生产过程中的基本问题1．最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质C．在化工生产中，不使用任何化学物质D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂2．下列说法正确的是( ）A．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气B．进入接触室的气体,必须先经净化、干燥C．从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO3 3．下列物质的制备,符合工业生产实际的是（）A．将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉B．用离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸D．将SO2和O2的混合气加高压后，通过接触室,制备SO34．欲除去CO2气体中含有的SO2气体,应选用的试剂是A.品红B．NaHCO3饱和溶液C．Na2CO3溶液D．烧碱溶液5．有关二氧化硫的叙述正确的是（）A．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2C．实验室可用启普发生器制取二氧化硫D．用石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫6．关于反应2SO2＋O 22SO3，在一定条件下达到平衡状态，再加入一定量的18O2，则建立新平衡时，含有18O的物质是（假定原平衡体系中不含18O)( ）①二氧化硫②氧气③三氧化硫A．①② B．②③C．①②③ D．①③7．（2011年泰安月考)接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是( )A．洗涤、干燥、除尘 B．干燥、除尘、洗涤C．除尘、洗涤、干燥 D．除去硒和砷的化合物8．有关硫酸工业综合经济效益的说法中,正确的是( )A．甲地有丰富的硫铁矿资源，水源、能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽然当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂B．为减少SO2对空气的污染，可以建筑高烟囱,使含 SO2的尾气在高空扩散稀释，保证地面达到安全浓度C．硫酸生产过程排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体残渣、废酸和废水等D．选择硫酸厂厂址时,当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平,应先考虑经济利益的问题9．你认为减少酸雨的途径可以采取的措施是（)①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤10．治理“三废”，保护环境，最主要的方法是( ）A．减少污染严重的工厂B．把“三废”深埋C．提高认识D．变废为宝，综合利用11．在工业生产硫酸中,在吸收塔内用来吸收三氧化硫的是A．H2O B．稀H2SO4C．浓H2SO4 D．NH3·H2O 12．工业上生产硫酸，回收尾气中SO2气体,选用的试剂是A．NH3·H2O B．NaOHC．Ca（OH)2 D．浓H2SO413．下列说法正确的是（)A．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D．在2SO2＋O 22SO3中,对“450 ℃"的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑14．(2011年枣庄质检)把1.0 g含脉石(SiO2）的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全后得0。

课题1 化工生产过程中的基本问题名师导航知识梳理1.化工生产过程中的基本问题（1）生产过程：化工生产以_________为依据，以_________为基础，任何生产的完成都要符合_________规律。

如从原料到产品必须遵循元素种类守恒、元素原子个数守恒、氧化还原规律、能量守恒规律、化学_________理论及化学_________理论等。

（2）原料选择：综合考虑_________原理、_________选择、原料、能源、工业用水、存贮、运输、预处理、环保等因素。

（3）条件控制：根据_________特征（如可逆性、热效应、体积变化等）、_________原理（如能量守恒、质量守恒、化学平衡、化学反应速率）来综合考虑温度、浓度、压强、催化剂的使用及物质的聚集状态等。

（4）三废处理：根据生产中的_________、_________及_________的性质决定回收、吸收及无害化处理排放等事宜。

（5）能量利用：根据反应的___________、热值、热容决定___________、废热利用方式等。

2.硫酸的工业生产（1）用三句话概括：①燃烧硫或硫铁矿制；②SO2在适当的温度和催化剂作用下氧化SO3；③SO3与水转成H2SO4。

（2）写出三个主要反应：①4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2②2SO2+O22SO3③SO3+H2O====H2SO4。

（3）反应分为三个阶段：①____________；②接触氧化；③SO3吸收。

（4）三种主要设备：①____________；②接触室；③吸收塔。

（5）三种主要杂质：①矿尘；②砷与硒化合物；③水蒸气。

（6）三种净化方法：①除尘；②洗涤；③干燥。

（7）接触氧化的三个适宜条件：①压强用___________压；②温度用____________—____________℃；③催化剂用V2O5。

（8）产生的三废：①废气主要是；②废水主要含；③废渣含铁量较高。

学习资料课题1 化工生产过程中的基本问题1．有关接触法制硫酸的叙述不正确的是( ）A．硫黄和硫铁矿均可作为生产原料B．将矿石粉碎，是为了提高矿石的利用率C．反应中通入过量的空气是为了提高FeS2和SO2的转化率D．从吸收塔出来的硫酸经浓缩后可以变成发烟硫酸解析：A项，理论上，可转化成SO2的任何含硫物质均可作为硫酸的生产原料（如S、FeS、FeS2、H2S等)，但在生产实践中，应选取那些储量大、矿质品位高、资源丰富、便于开采和加工的矿物作为化工原料.综合分析，A正确。

B项，生产中对矿石进行粉碎，既可增大原料之间的相对接触面积（增大反应速率)，又可提高原料的利用率（转化率),故B正确。

C项，从硫酸生产的三个反应看（FeS2错误!SO2错误!SO3错误!H2SO4)，有两个反应要耗用氧气，故生产中可采用通入过量空气的方法来提高FeS2和SO2的转化率[炭炉炉气中φ(SO2）＝7%,φ（O2)＝11％，O2明显过量],故C正确。

D项，在吸收塔中,是用98。

3%的浓硫酸吸收SO3，所得到的是“发烟硫酸”，可用水或稀硫酸稀释，制得各种浓度的硫酸，故D错误。

答案：D2．下列关于实验室制取硫酸的说法中，错误的是（）A．实验室制取硫酸和化工厂制取硫酸原料相同,只有接触法反应中“设备”的大小不同B．二氧化硫与氧气在催化剂的表面上接触时发生反应，所以这种制硫酸的方法称为接触法制硫酸C．实验过程中所得尾气用水直接吸收后，滴入BaCl2溶液可检验H2SO4的生成D．本实验在通风橱中进行解析：实验室制硫酸与化工厂制取硫酸的原料是不同的，工业制硫酸中使用的二氧化硫是煅烧硫铁矿或者是燃烧硫黄得到的，故A是错误的；B是接触法制硫酸的定义，故正确；在实验过程中尾气含有SO3和SO2,同时被水吸收后，溶液中存在SO2－，4、H2SO3，滴入BaCl2后，只有BaSO4可以形成沉淀,故可检验有H2SO4生成，C正确；本实验的尾气中含有二氧化硫气体,而二氧化硫有毒，所以实验应该在通风橱中进行，故D是正确的.答案：A3．工业上制取硫酸，回收尾气中的废气常选用的试剂是（)A．氨水 B．NaOH C．H2SO3D．H2SO4解析:用氨水吸收尾气中的SO2，回收利用后还可生产化肥,且氨水价格较低。

你想是如何的人，你就是如何的人；你想成为如何的人，你离这个目标就不会太远。

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1三点分析一、硫酸工业的反响原理及生产过程1. 造气 ====SO2的生成S(s)+O 2(g) 点燃SO2(g)( 放热反响 )或 4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO22. 催化氧化 ====SO2转变成 SO32SO(g)+O2(g)2SO(g)( 放热反响 )33. 汲取 ====SO3转变成 H2SO4SO(g)+H O(l)====H SO(l)( 放热反响 ) 3224【例1】在硫酸的工业制法中，以下生产操作与说明生产操作的主要原由都正确的选项是()A.硫铁矿焚烧前要粉碎，因为大块的硫铁矿不可以焚烧B.从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的SO2会与杂质反响C.SO2氧化为 SO3时需使用催化剂，这样能够提高SO2的转变率D.SO3用 98.3%的浓 H2SO4汲取，目的是防备形成酸雾，以便使SO3汲取完整分析：将硫铁矿粉碎使焚烧速率更快、反响更充分；净化SO2的主要目的是防备催化剂中毒；催化剂只好提高反响速率，不可以提高SO2的转变率。

答案： D二、接触法制硫酸波及原理1.化学均衡原理的应用： SO2的催化氧化中，为了加速反响速率，加热并使用催化剂，但温度过高时不利于均衡向生成SO3的方向挪动；增添O2的用量，能够提高价钱较高的SO2的转变率；不采纳高压是因为高压需要耗费动力，对设施技术要求也较高，何况在常压条件下 SO2的转变率已经较高。

2.逆向汲取或传热原理的应用：热互换器中冷气体与热气体逆向流动，有益于提高热互换效率；汲取 SO3时，浓硫酸与 SO3逆向运转，有益于汲取完整。

【例 2】在硫酸工业中，经过以下反响使SO2氧化成 SO3：2SO(g)+O 2(g)2SO3(g) ；H=-213.8kJ ·mol -1(1) 在生产中，常用过度空气是为了_________________________ 。

第1单元课题1(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数，下列名词与环境污染无关的是( )①温室效应②赤潮③酸雨④光化学污染⑤臭氧层空洞⑥水俣病⑦潮汐⑧大脖子病A．①②B．⑦⑧C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦【解析】①③④⑤属于大气污染，②⑥属于水污染，潮汐是一种自然现象，大脖子病是因人体缺乏碘元素造成的，所以⑦⑧不属于环境污染。

【答案】 B2．关于反应2SO2＋O2催化剂△2SO3，在一定条件下达到平衡状态，再加入一定量的18O2，则建立新平衡时，含有18O的物质是(假定原平衡体系中不含18O)( )①二氧化硫②氧气③三氧化硫A．①② B．②③C．①②③ D．①③【解析】因该反应可逆，18O2不能彻底转化，部分进入SO3中，同时SO3逆向分解，部分18O进入SO2中，故三种物质均有18O。

【答案】 C3．下列说法正确的是( )A．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D．在2SO2＋O2V2O5450 ℃2SO3中，对“450 ℃”的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑【解析】在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应速率过高而对生产不利时，就要考虑施加负催化剂的问题。

【答案】 D4．(2009年天津质检)下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是( )A．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化B．焙烧硫铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物C．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收【解析】A项中，炉化需要经过净化，除杂处理；B项中，锻炼FeS2时，铁元素和硫元素均被氧化；C项中，反应正向为放热反应，高温不利于SO3的合成。

化工生产过程中的基本问题1．决定化学反应速率的主要因素是A、反应物的浓度B、反应温度C、使用催化剂D、反应物质的性质2．下列说法中正确的是A．化学反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，正、逆反应都不再进行。

B．化学反应达到平衡状态时，因为正反应和逆反应都不再进行反应，所以平衡混和物中各组分的百分含量保持一定。

C．化学反应达到平衡状态时，反应物与生成物的的浓度相等，平衡混和物中各组分的百分含量相等。

D．化学反应达到平衡状态时，V正=V逆，平衡混和物中各组分的百分含量保持不变。

3.在高温下,反应2HBr(气)H 2(气)+Br2(气)-Q达化学平衡时,要使混合气体的颜色加深,可采取的方法是A.减小压强B.缩小体积C.升高温度D.增大氢气的物质的量浓度4.在密闭容器中可逆反应aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气)达化学平衡时,若升高温度或降低压强,都会使C的物质的量增大,则下列各组关系正确的是A.a+b<c+d，正反应吸热B.a+b>c+d，正反应吸热C.a+b<c+d，正反应放热D.a+b=c+d，正反应吸热5.对于任何一个平衡体系,采取下列措施后,一定会使平衡移动的是A.加入一种反应物B.对平衡体系加压C.升高温度D.使用催化剂6.下列事实中,不能用勒沙特列原理来解释的是A.加入催化剂有利于氨氧化反应B.使氢硫酸中加碱有利于S2-离子增多C.500℃左右比室温更有利于合成氨反应D.高压条件有利于合成氨反应7．对于可逆反应 2SO2 + O2 3SO3 ，下列说法中正确的是A．达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等B．达到平衡时，反应物和生成物的浓度保持一定C．加入催化剂V2O5，可以缩短达到平衡的时间D．反应达到平衡后，该平衡不随外界条件变化而改变8．反应A (气) + 2B (气) 2C (气)（放热反应），达平衡后，将反应混合物的温度降低，下列叙述中正确的是A．正反应速率加快，逆反应速率变慢，平衡向正反应方向移动B．正反应速率变慢，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动C．正反应速率和逆反应速率均加快，平衡不移动D．正反应速率和逆反应速率均变慢，平衡向正反应方向移动9．氙气和氟气按一定比例混合，在一定条件下可直接反应并达到如下平衡：Xe（气）+ 2F2 (气) XeF4 (气) + 218 kJ下列变化既能加快该反应速率，又能使该平衡向正反应方向移动的是A．升温B．加压C．减压D．适当降温10．反应 FeCl3 + 3NH4SCN Fe (SCN)3 + 3NH4Cl达平衡后，可使其颜色变深的措施是A．滴入少量饱和FeCl3溶液B．加入少量KCl晶体C．滴入少量较浓NH4SCN溶液D．加入NH4Cl晶体11．下列已达平衡状态的各反应体系，若再增大压强或升高温度时，都能使平衡向正反应方向移动的是A．CaO (固) + CO2 (气) CaCO3 (固) （吸热反应）B．Cl2 (固) + CO (气) COCl2 (气) （放热反应）C．2NH3 (气) N2 (气) + 3H2 (气) （吸热反应）D．N2 (气) + O2 (气) 2NO (气) （放热反应）12．A + B (s) C的反应达平衡时，若增大压强，B的转化率增大，则A和C的状态是A．A为气态，C为固态B．A为固态，C为气态C．A为气态，C为气态D．A为固态，C为固态13．密闭容器中发生H2 (气) + I2 (气) 2HI (气) （放热反应），能使混合物颜色加深的是A．升高温度B．增大氢气浓度C．添加少量催化剂D．增大压强14．在可逆反应2SO2 (气) + O2 (气) 2SO3（放热反应）中，要使SO2的转化率和反应速率都增大，所采取的措施是A．升高温度B．降低压强C．增大压强D．通入足量的纯氧15.下列工业生产过程产生的气体不经处理直接排放，不会造成大气污染的是（A）接触法制硫酸产生的尾气中所含的SO2（B）燃烧石灰石产生的CO2（C）氨氧化法制硝酸产生的尾气中所含的N0、N02（D）炼钢产生的CO16.工业上制硫酸时，下列措施不合理的是（A）用98.3％的浓H2SO4代替水吸收SO3 （B）将尾气直接放空（C）将矿石粉碎成很细的颗粒（D）接触室内安装热交换器17.下列气体对大气有污染，且既不能用碱液吸收，又不能用酸液吸收的是（A）CO （B）NO2 （C）SO2 （D）H2S18.检验雨水是否酸化可用下列何种试剂（A）石蕊试液（B）酚酞试液（C）PH试纸（D）NaOH溶液19.工业上SO2转化为SO3时使用V2O5的目的是（A）扩大反应的接触面（B）使平衡向正反应发现移动（C）缩短达到平衡所需要的时间（D）提高二氧化硫的转化率20.硫酸工业中，常用浓硫酸吸收三氧化硫，而不用水来吸收的原因是（A）三氧化硫溶于浓硫酸，不宜溶于水（B）用浓硫酸吸收三氧化硫速率虽慢，但损失三氧化硫少（C）用水吸收易形成酸雾，吸收速率慢（D）用水吸收得到的不是纯硫酸21.下列关于硫酸工业综合经济效益的讨论中，叙述错误的是（A）充分利用三个反应放出的热能，来降低生产成本（B）为了防止尾气的污染，用氨水吸收尾气（C）硫酸工厂要远离人口稠密的居民区和环保要求高的地区，远离硫酸消费中心（D）生产过程中含有少量硫酸的污水，可用石灰乳中和处理22. 10gSO3溶解于90gH2O中，所得溶液中溶质的质量分数为（A）10％（B）12.25％（C）14.0％（D）78.4％23.煅烧黄铁矿损失χ%的硫，则FeS2的损失率与硫的损失率相比为（A）大于χ% （B）小于χ% （C）等于χ% （D）不能确定二、填空题：24.接触法制硫酸的工业生产主要分为三步:第一步是_________,其中发生的主要反应式是_____________________ ；第二步制备硫酸酐的设备是________ ,发生的主要化学反应方程式是: _ __________; 但在第一步与第二步之间,原料气还必须经过________ ,__________ 等处理才能继续反应,否则易使____________________ ；第三步用浓硫酸而不用水吸收的主要原因是______________________ ________ 。