高中化学第1单元走进化学工业优化总结学案新人教版选修2

制碱工业的发展远在几千年前，劳动人民就有使用碱的知识，在没有工业方法生产碱以前人们所需要的碱都取自天然碱和草木灰。

至于应用化学方法制取纯碱，还只是近两百年的事情。

1、路步兰法1791年，法国人路步兰成功地研究出以食盐为原料的制碱法，即路步兰法，该发首先用硫酸和食盐制取硫酸钠、石灰石和炭，按100：100：35.5的重量比混合,在反射炉或回转炉内煅烧（950~1000°C），生成熔块（黑灰），再经浸取、蒸发、短少等过程而得到纯碱。

产品中含碳酸钠约为95%左右。

该法的主要化学反应为： H2SO4+2NaCl =Na2SO4+2HClNa2SO4+ CaCO32CO3+CaS+2CO2制取硫酸钠时产生的氯化氢气体，经水吸收制成或用氧化法制成氯气。

浸取“黑灰”后的废渣，经与二氧化碳作用可得到硫化氢；从硫化氢中可回收硫磺。

路步兰法盛行一时。

但其放的主要生产过程系在固相中进行，并且需要高温，生产不能、连续，原料利用不充分，设备腐蚀严重。

因此，人们除了改进路步兰法之外，又在探索新的制碱方法。

2、氨碱法（索尔维法）1861年，比利时人索尔维综合前人的工作并实现了改进，于1863年实现索尔维法制碱，即氨碱法。

该法以食盐、石灰石为原料，借氨的媒介作用，经石灰石煅烧，盐水精制、吸氨、碳酸化，碳酸氢钠过滤、煅烧，母液蒸馏等工序制得纯碱。

氨碱法生产过程主要工序的基本化学反应如下：(1)石灰乳的制备：CaCO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2(2) 盐水吸氨、碳酸化，生成碳酸氢钠和氯化铵：NaCl+NH3+ CO2+H2O= NaHCO3↓+NH4Cl(3) 碳酸氢钠（重碱）煅烧制得纯碱；分解出二氧化碳循环使用：2NaHCO32 CO3＋CO2＋H2O(4)氯化铵母液加石灰乳蒸馏，回收氨：2 NH4Cl+Ca(OH)2 = 2CaCl2+2NH3↑+H2O氨碱法生产纯碱其主要化工过程：以氨和二氧化碳与氯化钠（食盐）水溶液反应，生成碳酸氢钠和氯化铵，将碳酸氢钠结晶煅烧制得纯碱；氯化铵母液蒸馏回收氨循环使用。

新人教第一单元走进化学工业课题1 化工生产过程中的基本问题同步试题1、关于反应2SO2+O22SO3,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.①②③D.①③答案:C2.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答案:C3、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.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤答案:C。

4.煅烧硫铁矿(主要成份是FeS2),可获得制取硫酸所需的SO2,反应为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8 SO2,为了提高SO2的生成速率,下列措施可行的是A.增加硫铁矿的投入量B. 向炉内喷氧气,增加氧气的压强C.降低温度D. 升高温度答案:C5.导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是 A.臭氧空洞 B.酸雨 C.光化学烟雾D.温室效应答案:B6.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,综合利用答案: D7.在工业生产硫酸中,在吸收塔内用来吸收三氧化硫的是 ()A.B.稀 C.浓D.答案:C8.工业上生产硫酸,回收尾气中气体,选用的试剂是 ()A. B. C. D.浓答案:A9. 接触法制硫酸中,进入接触室的气体必须净化、干燥,其主要原因是( )A.防止催化剂中毒B.提高反应效率C.提高SO2转化率D.防止环境污染答案:A10、把1.0 g含脉石()的黄铁矿样品在氧气流中灼烧,反应完全后得0.78g 残渣,则此黄铁矿的纯度是()A.33%B.66%C.78%D.88%答案:B。

二、非选择题11.你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是:①少用煤做燃料;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(填写标号)______。

③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该 地区和企业在生产中应采取的一些措施有？ (举出2种措施即可)
______________________________________ _______________。 【解析】 (1)从给出的数据看，X处水样呈 碱性，Y处水样呈酸性，Z处水样缺氧。 (2)①某地区有丰富煤矿可建立发电厂和焦化 厂，有丰富赤铁矿和石灰石建立炼铁厂，有 丰富的石灰石和黏土可建立水泥厂。
例 分析下面两个案例并回答有关问题。 (1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示， 河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如 表所示。
地点 Wቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
项目
水温/℃
15
pH
6
溶解氧量
/(mg·L－1)
11
XY Z
18 26 25
85
5
97
3
①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是 ______________________________________ ______________________________________ __________________________________； ②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因 可能是
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第一单元 走进化学工业
单 元优化总结
知识体系构建
专题归纳整合
工业生产与环境保护
随着经济的发展，环境保护问题越来越引起 人们的重视。在工业生产(包括其他各类物质 的生产)过程中，之所以出现对环境的污染， 一条基本原因是物质使用效率不高所致，资
源未全部变成产品，很多是作为有害废物排 到环境中去了。如果物尽其用，在生产过程 中不产生废物，或者将产生的废物再变为原 料循环使用，就不会对环境造成污染了。这 样，不仅防止了环境污染问题，而且可促使 经济持续发展。

选修2 《化学与技术》第一单元走进化学工业知识点集锦【课题1 化学生产过程中的基本问题】一、硫酸工业——接触法制硫酸1、三原料：黄铁矿(FeS2)或硫（S）、空气、98.3％的H2SO4。

2、三反应（原理）：⑴SO的制取24FeS2（s）+11O2(g)====2Fe2O3(s)+8SO2(g) （高温）△H＜0（早期使用）或S（s）+O2（g）====SO2(g) （点燃）△H＜0 （现在大多使用）黄铁矿主要成分是FeS2，在燃烧前需粉碎，增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加快且更充分，提高原料利用率。

但由于该反应在生产中产生的废弃物太多，处理成本高，这一工艺在逐渐被淘汰。

该反应在沸腾炉中进行，从炉内出来的气体叫炉气，成分为SO2、O2、N2、H2O及矿尘，砷、硒化合物等。

其中砷、硒化合物和矿尘能使催化剂中毒，可通过除尘、洗涤等方法除去；水蒸气对设备和生产有不良影响，可通过干燥除去。

的催化氧化⑵SO22SO2（g）+O2(g)====2SO3(g) (催化剂、可逆) △H＜0此反应是一个可逆反应，正反应是气体体积减小的放热反应，由化学平衡理论可知，在较低温度下进行有利，但温度低时催化剂活性不高，反应速率低，实际生产中选择常压下400℃-500℃进行，化学反应速率和SO2的平衡转化率都比较理想。

在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，把反应生成的热传递给进入接触室需要预热的炉气，同时冷却反应后生成的气体。

⑶SO3的吸收SO3 （g）+H2O（l）====H2SO4（l）△H＜0工业上并不用水直接吸收SO3，而是用质量分数为98.3％的H2SO4做吸收剂，因为SO3与水蒸气很容易形成酸雾，从而降低了SO3的吸收率，也就是说这样可以避免形成酸雾并提高吸收率。

同时采用逆流吸收，硫酸从塔底放出。

3、三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。

4、三阶段：①造气；②接触氧化；③SO3的吸收。

5、三净化：①除尘；②洗涤；③干燥。

过程方案的淘 汰和优化
方案实现的 可行性研究
如何用化学合成的方法将空气中的氮固定下来？理 论研究（实验室研究）的突破（化学发展在技术开 发中重要性）
新的理论 改进和突破
工业生产技术 的突破
生产技术研究的突破（实现工业化生产）：
原料气体的制取 催化剂的选择 合成塔设备的改进
新技术的改进 和突破
过程方案、技术的 评价、改进和发展
课题3 纯碱的生产
1课时
机动与复习
1课时
第二、三单元
课题1 获取洁净的水 课题2 海水的综合利用 课题3 石油、煤和天然气的综合利用
地位和功能
在初中化学和高中必修中，学生已经学 习了水、煤、石油、天然气等的有关知识。 在此基础上，本单元从资源和技术进步的角 度，进一步介绍有关资源的开发和利用，帮 助学生形成自然资源综合利用的观念，并对 工业中的一些技术问题有所了解，从而认识 化学对技术进步的促进作用。
纯碱的生产，可以帮助学生进一步理解 一个化学工艺的发展和完善，可能需要几代 人长期的努力，从中体会化学工艺改进和发 展的思路、角度，培养他们勇于创新的精神 和实践能力。
氨碱法生产原理示意图
联合制碱法生产原理示意图
课时建议
课题1 化工生产过程中的基本问题 2课时
课题2 人工固氮技术——合成氨 2课时
内容结构
获取洁净的水
水资源
化学与资源的 开发和利用
化石资源
从海水中获取 有用化学物质
煤 石油 天然气
天然水净化 海水淡化 污水处理
海水制盐 海水提镁 海水提溴 提取重水
氯碱工业
本单元内容主要分为两大部分： 一部分是有关水资源的综合利用， 分两个课题介绍，课题1主要介绍如何从 水资源中除去杂质等而获取纯净的水； 而课题2则介绍如何从海水资源中获取有 用的化学物质。 另一部分介绍化石燃料的综合利用， 主要是在必修的基础上介绍石油、煤和 天然气综合利用的新进展。

第一单元走进化学工业【第一课时】课题一化工生产过程中的基本问题学习目标： 1．以硫酸工业为例了解化工生产中的基本问题；2．通过调查，分析和讨论交流等途径认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强创新意识。

学习重点：如何利用化学原理解决化工生产过程的相关问题。

学习难点： 1．如何利用化学原理解决化工生产过程的相关问题。

2．如何从环保角度和经济角度思考化工生产的问题，真正做到化工生产与人、环境的和谐。

一、依据化学反应原理确定生产过程化学生产过程中的基本问题1.依据化学反应原理确定生产过程反应条件、设备选择、废热利用…2.生产中原料的选择原料的净化、成本问题、设备的规模、生产的流程长短…【复习巩固】硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种______色, ______挥发, ______溶于水的______状液体。

浓硫酸溶于水时会放出______。

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.【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?(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?（写出化学方程式）（二）工业上制硫酸主要分 _________个生产过程.第一步：造气——燃烧硫磺或硫铁矿制得二氧化硫第二步：催化氧化——二氧化硫氧化生成三氧化硫第三步：吸收——SO3的吸收，工业中通常用代替水来吸收SO3 (三)硫酸工业生产的三个主要设备_________，_________，_________硫酸工业生产的三中原理：平衡移动与化学反应速率原理；热交换原理；逆流原理。

二、生产中原料的选择在工业生产中选择原料除依据化学反应原理外，还有许多因素要考虑，如厂址选择（硫酸厂应建在靠近硫酸消费中心的地区，避开人口稠密的居民区和环境要求较高的地区）、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、预处理成本及环境保护等。

__强_氧__化_性.
走进化学工业
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?
(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 (一)硫酸工业生产的原理
以硫磺为原料: 第一步： S (s)+ O2 (g)
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: ❖硫磺(或黄铁矿),空气,和水 • 三个反应: • 三个生产过程: 造气,催化氧化,吸收 • 三个主要设备: 沸 腾 炉,接 触 室,吸收塔 • 硫酸工业生产的三个适宜条件:
(1)低温(400~5000C) (2)常压 (3)适当过量的空气
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结． 1、原料及原料气的净化 2、催化剂的改进 3、环境保护
课堂训练：
合成氨工业有下列流程：①原料气制备； ②氨的合成；③原料气净化和压缩； ④氨的分离。其先后顺序为（ ） A．Ｂ①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．②③④①
小结：
• 工业合成氨: • (1)原理与过程: • (2)原料： • (3)合成条件: • (4)三废处理:
2、,如何处理废水中的酸性物质?
用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.
3,如何利用废渣和生产过程中的产生的 大量热能?
废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的 沥青或用于制砖
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。
生产中反应条件的控制 硫酸工业生产的三个适宜条件:

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• 随着经济的发展，环境保护问题越来越引起人 们的重视。在工业生产(包括其他各类物质的 生产)过程中，之所以出现对环境的污染，一 条基本原因是物质使用效率不高所致，资源未 全部变成产品，很多是作为有害废物排到环境 中去了。如果物尽其用，在生产过程中不产生 废物，或者将产生废物再变为原料循环使用， 就不会对环境造成污染了。这样，不仅防止了 环境污染问题，而且可促使经济持续发展。
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•
(2008年高考宁夏卷)分析下面两个案例并
回答有关问题。
• (1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流 中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。
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项目
地点 W
X
Y
Z
水温/℃
15
18
26
25
pH
6
8
5
5
溶解氧量/(mg·L ①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是_______________ ______________________________________；
• ①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相 应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成有规模的工 业体系。据此确定上图中相应工厂的名称 A________ 、 B________ 、 C________ 、 D________；
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• ②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生 炉渣的化学方程式 ______________________________________；
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• (1)一种化合物中，一种元素的转化率等于该 化合物的转化率，例如在FeS2向SO2转化的过 程 中 ， 若 硫 元 素 的 转 化 率 为 99% ， 则 FeS2 的 转化率也为99%。

人工固氮技术——合成氨A组1.人工固氮的成功对人类社会的进步具有重大意义,下列过程属于人工固氮的是( )A.种植豆科植物,利用其根瘤菌将氮气转化为蛋白质B.闪电时氮气与氧气化合,生成的氮的化合物被植物吸收C.化工厂中在催化剂作用下使氮气与氢气化合成氨气D.以氨气为原料生产各种化肥解析:豆科植物的根瘤菌将氮气转变成植物蛋白属于生物固氮过程,A错误;闪电时氮气和氧气反应生成NO,是在自然条件下的氮的固定,B错误;在一定条件下反应生成N属于工业合成氨的过程,属于人工固氮方式,C正确;由N生产各种化肥,是氮的化合物之间的转化过程,不属于氮的固定过程,D 错误。

答案:C2.在合成氨时,可以提高H2转化率的措施是( )A.延长反应时间B.充入过量H2C.充入过量N2D.升高温度解析:A项不能提高转化率,B、D项反而会降低H2转化率;只有充入过量N2才能使平衡向正反应方向移动,提高H2转化率,故C正确。

答案:C3.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了( )A.加快反应速率B.提高NH3的平衡浓度C.降低NH3的沸点D.提高N2和H2的利用率解析:合成氨工业采用循环操作,将N2、H2循环压缩到合成塔中,提高了N2、H2的利用率。

答案:D4.化工生产中,为加快反应速率应优先考虑的措施是( )A.选用适宜的催化剂B.采用高压C.采用高温D.增大反应物浓度解析:化工生产中应首先考虑的是生产成本,因此应先考虑使用催化剂,提高反应速率。

答案:A5.合成氨生产过程采取的措施与化学平衡移动原理无关的是( )A.选择适当的温度B.增大体系压强C.使用铁触媒作催化剂D.不断分离出氨解析:催化剂只能改变化学反应速率,对平衡移动无影响。

答案:C6.下列有关合成氨工业的说法中,正确的是( )A.从合成塔出来的混合气体中,氨气占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低B.由于氨易液化,N2和H2在实际生产中循环使用,所以总体来说,氨的产率很高C.合成氨工业的反应温度控制在400~500 ℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动D.我国合成氨厂采用的压强是10~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大解析:虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%,但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨,所以生产NH3的效率还是很高的,因此A项错误;控制反应温度为400~500℃,主要是为了使催化剂活性最大,因此,C选项错误;增大压强有利于NH3的合成,但压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,我国的合成氨厂一般采用1×107~3×107Pa,但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大,因此,D选项错误。

课题1化工生产过程中的基本问题1．关于工业制硫酸的反应原理及过程需考虑的因素(1)分析产品的化学组成，确定生产该产品的主要原料。

从H 2SO 4的组成看，生产原料应该是自然界中含硫的物质，如硫黄、黄铁矿(主要成分FeS 2)等。

(2)分析产品与生产原料之间关键元素的性质，确定反应原理和主要生产步骤。

H 2SO 4中S 的化合价是＋6价，生产过程中，要先使硫元素转化为SO 2，再把SO 2转化为SO 3，再与H 2O 反应制得硫酸。

2．工业制硫酸的基本生产原理以S(或FeS 2)为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表示为：(1)S ＋O 2=====点燃SO 2(4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2)(放热反应)；(2)2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3(放热反应)； (3)SO 3＋H 2O===H 2SO 4(放热反应)。

3．工业制硫酸的过程工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。

硫酸生产的工艺流程：[跟随名师·解疑难](1)S 或FeS 2不能直接被氧化为H 2SO 4，所以需要经过中间步骤，先得到SO 3，再通过SO 3与H 2O 反应得到H 2SO 4。

(2)煅烧黄铁矿制得的炉气中含有三种有害杂质：矿尘，砷、硒等化合物，水蒸气；对应三个净化过程：除尘、水洗和干燥，避免催化剂中毒。

(3)工业上用98.3%的硫酸吸收SO 3，可以避免用水吸收SO 3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。

(4)硫酸生产的三个主要设备：沸腾炉、接触室(催化反应室)、吸收塔。

[剖析典例·探技法][例1] 下列对硫酸生产中化学反应原理的分析正确的是( )A．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B．硫酸生产中涉及的三个化学反应都是放热反应C．硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要使用催化剂D．硫酸生产中涉及的三个化学反应都需要在较高温度下进行[名师解析] 三个化学反应都是放热反应；三个反应中只有SO2→SO3需使用催化剂；SO3→H2SO4在常温下进行，且是非氧化还原反应。

[例 2] 工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将 SO2 转化为 SO3 是一个关键步骤。压 强及温度对 SO2 转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为：SO2 7%，O2 11%， N2 82%)：
0.1 0.5 1 10
400
99.2 99.6 99.7 99.9
500
93.5 96.9 97.8 99.3
解析：冷却到 15 ℃，SO3 将会成为固体，而 SO2、O2 仍是气体，硫黄虽是固体但在接 触室中不可能有它的存在。 答案：A
要点二 硫酸工业生产中反应条件的选择
1．影响硫酸生产效率的因素分析 (1)接触氧化的反应为： SO2(g)＋12O2(g)催△化剂SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。 这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应，低温高压有利于 SO3 的生成。
[答案] (1)压强一定时，温度升高，SO2 转化率下降，说明升温有利于逆反应进行，所 以正反应为放热反应 (2)增大压强对提高 SO2 转化率无显著影响，反而会增加成本 (3)否 否 (4)浓硫酸 (5)9.83×109 kJ
[方法规律] 化工生产条件的选择是理论联系生产实际,的一个重要应用，在选择生产条件时既涉及 外界条,件对化学反应速率和化学平衡的影响，又要考虑生产实际问题。在学习时应对 合成二氧化硫的催化氧化的生产条件的选择充分理解、熟练掌握，并学会举一反三。
课题1 化工生产过程中的基本问题
1．掌握接触法制硫酸的化学反应原理，并了解其生产过程和几个典型 设备。 2．应用化学反应速率和化学反应的限度，分析并掌握硫酸工业适宜条 件的选择。 3．了解防止硫酸工业“三废”造成污染和“废热”利用的初步知识。 认识环境保护与节约的意义，强化环保与节约意识。

__强_氧__化_性.
走进化学工业
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?
(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 (一)硫酸工业生产的原理
以硫磺为原料: 第一步： S (s)+ O2 (g)
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
(一)合成氨的反应原理
• 由氮气与氢气直接合成氨的化学原 理为:
高温高压
N2(g)+3H2(g) 催化剂 2NH3 (g)
第一章 走进化学工业
第一节 《化学生产过程中
的基本问题》
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_浓_硫__酸__倒到__水____中,并不__断__搅_拌.
• (2)化学性质: • 浓硫酸具有酸性,__吸_水___性,__脱_水___性和
在纯碱的生产过程中 NaCl是否被充分利用？
(放热)
(二)工业合成氨的原料选择
思考: 工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来 源于哪里?
N2主要来源于空__气__ (从空气中分离出N2有哪些方法?) 氢气主要来源于碳__、__碳的氢化物和水反应
C+H2O===CO+H2
催化剂

分析数据，回答以下问题： ①雨水样品的pH变化的原因：______________(用化学方程式表示)； ②如果将刚取样的上述雨水和自来水混合，pH将变________(填“大”、 “小”或“不变”)。 (2)在英国进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效地降低其周围地表 的SO2浓度。在20世纪60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了 35%，但由于建筑高烟囱，结果使附近地表SO2浓度降低了30%之多。请你从 全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述其理由。
2．解决环境问题的根本办法 绿色化学的核心是应用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污 染。化工生产应遵循绿色化学的原则。 ①防止污染的产生优于治理产生的污染。 ②原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料尽可能全部转 化到最终产品中)即原子的利用率达到100%。 原子的利用率＝期生望成产物物的的总总质质量量×100%
【解析】 由于①处投入的是一种液态原料，不可能是黄铁矿，生产硫酸 还可以以硫为原料，硫的熔点不是很高，可在加热时形成液体。液态硫的温度 较高，与空气混合后反应生成SO2，如在靠近进口处有大量的空气，会产生大 量的SO2，逸散到空气中，对空气造成污染。SO2的催化氧化过程是一个气体体 积减小、放热的可逆反应，升温不利于提高SO3的产率，因此在④处可采用等 温过程。可逆反应的特点是转化率不可能达到100%，二次催化炉⑦是必需 的，可将未反应的SO2继续反应氧化，使原料的利用率提高。在吸收塔⑥中SO3 被浓硫酸吸收，由于SO3的浓度大，主要得到120%～130%发烟硫酸。一部分 未被吸收的SO3进入下一个吸收塔，得到98%的硫酸。通过两次吸收后，SO3几 乎被完全吸收。
谢谢
2019/11/13
③应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源(在常 温、常压下进行)。

选修2第一章走进化学工业课题1 化工生产过程中的基本问题高二化学组主备人：刘成国备课组长签字：导学案〔第一课时班级学号〕备课时间：2012 -2-16教学目标：知识与技能：过程与方法：1. 了解化学科学实验与化工生产的区别、利用化学平衡原理分析工业生产条件。

情感态度价值观：1.注意生产中的三废处理，防止环境污染强化环保节约意识。

重点、难点：学习化工生产中应解决的问题，依据化学反应原理确定生产过程；原理选择、条件控制；“三废”处理及能量利用等。

学习过程：〔课前预习〕一、依据化学反应原理确定生产过程1.工业制备硫酸，要从以下的几个方面考虑〔1〕采用的原料应该是自然界中的含物质，如、。

〔2〕生产过程中，要先使硫元素转化成，再把转化成，再与水反应制得。

2.思考与交流：工业生产上制备硫酸的基本原理〔1〕以S为原料制备SO2化学反应方程式，〔属反应〕〔2〕利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3化学反应方程式，〔属反应〕〔3〕三氧化硫转化成硫酸化学反应方程式，〔属反应〕见课本P5二、生产中原料的选择1.思考与交流：我国生产硫酸需考虑的问题〔1〕从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用制硫酸优于用制硫酸。

〔2〕我国天然硫资源，而且开采条件。

〔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、设备、三废少，劳动生产率，易于设备。

〔5〕由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸，三、生产中反应条件的控制1.硫酸工业生产的三个主要设备是、、。

2. 阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3二氧化硫催化氧化的反应方程式，属_____________反应。

思考:是否温度越低越有利于SO2转化为SO3 ?2、提示：应选择温度:(1)低温(400~5000C) 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3. 阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____思考:是否压强越高越好?3、提示：应选择压强:常压注意: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。

第一章 走进化学工业课题1 化工生产过程中的基本问题一、依据化学反应原理确定生产过程硫酸是化学工业中的重要产品之一。

首先硫酸大量用于化肥和农药的生产；在有机合成工业中，硫酸用于各种磺化反应和硝化反应，生产醚、酯、有机酸、也要消耗硫酸；在无机化学工业中，HF 、H 3PO 4等的生产及K 、Fe 、Cu 、Zn 、Al 的硫酸盐的生产等，都要消耗硫酸；在冶金工业及国防工业中，如生产炸药；石油工业、染料、人造纤维、食品、电池、搪瓷、医药、机械加工工业等许多部门，都要用到硫酸。

接触法制硫酸1．生产硫酸主要化学过程可分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。

2．化学原理（以化学反应方程式表示）造气：4FeS 2(S) +11 O 22O 3 (s)+ 8SO 2(g)或S （S ）＋O 2（g 2（g ）二氧化硫的催化氧化：2SO 2(g) + O 23(g)三氧化硫的吸收：SO 3 (g) + H 2O(l ) = H 2SO 4(l )注意：工业上是用98.3%的浓硫酸来吸收SO 3的，而不是直接用水或稀硫酸作吸收剂，原因是用后者吸收时容易形成酸雾，吸收速率慢。

3．工业制硫酸主要生产流程另外，还需要考虑原料的净化、适宜反应条件及设备的选择、废热的利用等。

二、生产中原料的选择1．我国生产硫酸需考虑的问题（1）从基建投资、加工费用及环保方面考虑，用硫磺制硫酸优于用黄铁矿制硫酸。

（2）我国天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂。

（3）我国黄铁矿储量比天然硫要大。

（4）硫黄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。

（5）由于原料多需进口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸略高等等方面。

2．以FeS 2为原料第一步4FeS 2(S) +11 O 22O 3(s)+ 8SO 2(g)第二步2SO 2(g) + O 23(g) 第三步SO 3 (g) + H 2O(l ) = H 2SO 4(l )3、以硫磺为原料:第一步S （S ）＋O 2（g 2（g ）第二步2 SO 2（g ）＋O 2（g 3（g ）第三步SO 3（g ）＋H 2O （l ）= H 2 SO 4（l ）硫和黄铁矿相比，因后者产生的废弃物太多，处理成本太高，因此，目前硫酸生产中的三种原料为硫磺, 空气,和水。