化工生产过程中的基本问题(第一课时) PPT

第一节化工生产过程中的基本问题教学目标1、了解化学反应原理对于实际生产的作用。

2、通过实验学习合成硫酸反应原理，利用化学反应速率，化学平衡移动原理分析和讨论合成硫酸适宜反应条件。

3、结合硫酸的基本生产过程及硫酸工业发展，帮助学生理解实际化工生产中的基本问题。

教学重点合成硫酸的反应原理、合成硫酸生产的适宜条件教学难点合成硫酸生产适宜条件教学用具 PPT课件课时安排 1课时【进行新课】[复习回顾]化学反应速率化学平衡勒夏特列原理[导言]本课时谈一下化学生产过程中的基本问题[展示]胶片硫酸工业生产一、依据化学反应原理确定生产过程合成硫酸的反应原理：1.以硫（或黄铁矿）为原料制备SO22.利用催化氧化反应将二氧化硫氧化成三氧化硫3.三氧化硫转化为硫酸方程式见胶片二、生产中原料的选择[思考]早期我国生产硫酸以黄铁矿为原料，但却因何而逐步被淘汰？工业合成硫酸时用什么来吸收三氧化硫，是否可以水来吸收，并阐述原因。

在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学反应速率知识？在硫酸工业生产中哪些地方涉及到了化学平衡知识？三、生产中反应条件的控制1、工业合成硫酸的三个生产过程：造气, 催化氧化，吸收造气由硫磺与空气中的氧气反应制得二氧化硫。

净化干燥二氧化硫与空气混合进行干燥净化。

催化反应 400-500C 常压催化剂生成三氧化硫。

吸收百分之九十八浓硫酸吸收生成发烟硫酸。

稀释发烟硫酸用水稀释成百分之九十八的浓硫酸，一部分贮存，另一部分做吸收液循环使用。

2、反应条件1）温度：400～500℃反应速率和二氧化硫的转化率都较理想；2）常压：增大气体压强，二氧化硫的转化率并未明显提高；3）催化剂(加快反应速率)：五氧化二钒。

[展示]硫酸生产的实地照片四、硫酸工业中三废的处理[阅读]教材总结．1、尾气吸收2、污水处理3、环境保护废气主要是二氧化硫等有害气体。

废液主要是酸性的污水。

废渣主要来自造气阶段。

五、能量的充分利用由于化工生产中通常都要消耗大量的能量，硫酸生产过程中三个化学反应均放大量的热，利用废热可以极大程度的节约能源。

1.11化工生产过程中的基本问题【学习目标】1、认识工业上生产硫酸的反应原理；2、以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题；3、认识平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。

【要点梳理】要点一、接触法制硫酸2．原料：黄铁矿（主要成分是FeS 2）（或者硫）、空气、98.3%的H 2SO 4。

3．主要设备：①沸腾炉（制取SO 2的设备，用硫作原料不用此设备，我国现在还主要用黄铁矿为原料制H 2SO 4）；②接触室（制取SO 3的设备）；③吸收塔（制取H 2SO 4的设备）。

4．生产工艺流程：要点诠释：硫酸生产过程中三设备的两进两出；每套设备都有两进两出。

（1）沸腾炉两进：黄铁矿进口和空气进口。

两出：矿渣出口和炉气出口（炉气成分：SO 2、O 2、N 2、水蒸气以及一些杂质，砷、硒等的化合物及矿尘等）。

（2）接触室两进：冷反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和经过预热的热反应混合气进口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）。

两出：经过热交换器预热的热反应混合气出口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）和反应后混合气出口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）。

（3）吸收塔两进：混合气进口（主要成分：SO 3、SO 2、O 2、N 2等）和98.3%的H 2SO 4进口。

两出：供稀释用硫酸出口（主要成分：H 2SO 4、SO 3）和尾气出口（主要成分：SO 2、O 2、N 2等）。

5．SO 2接触氧化适宜条件的选择（1）温度：SO 2接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断可知，此反应在温度较低的条件下进行最为有利。

但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益来考虑，对生产不利。

在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，因为在这个温度范围内，反应速率和SO 2的平衡转化率（93.5%～99.2%）都比较理想。

（2）压强：SO 2的接触氧化也是一个总体积缩小的气体反应。

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——硫酸工业一、依据化学反应原理确定生产过程请思考：你知道自然界有哪些含硫的物质吗？这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?写出生产过程的化学方程式以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：硫酸生产中的三种原料：为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?例1．工业上用接触法制取硫酸过程中，硫铁矿在沸腾炉中燃烧的化学方程式是，该反应中氧化剂是______，还原剂是______，被氧化的元素是______，被还原的元素是______。

二、硫酸工业生产的适宜条件:1、造气阶段关键要使原料，可采取的措施。

2、催化氧化阶段（1）阅读P6表1-2，思考压强对SO2的平衡转化率的影响。

是否压强越大越好？应选择压强——。

注意:工业生产中压强的选择，往往还要考虑和等问题（2）阅读P6表1-1，思考温度对SO2的平衡转化率的影响。

是否温度越低越有利于SO2转化为SO3 ?应选择温度——注意:工业生产中反应温度的选择，往往还要考虑该温度下。

（3）从物质用量方面考虑，可采取什么措施？硫酸工业生产的三个适宜条件:以上条件的选择哪些是从平衡移动角度考虑的？3、吸收阶段工业中通常用溶液代替水来吸收SO3，原因。

例2．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例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，而不直接用水吸收三、生产中三废的处理请思考：对废料处理的方法、措施有哪些？1、尾气吸收SO2用吸收，再用处理，这样得到的可返回用作。

化工生产中中的基本问题（的问题）1、分析目标产物的元素组成的目的是什么？2、再分析目标产物的性质的目的是什么？3、如何由硫或黄铁矿直接制的硫酸？4、制取硫酸过程中中间产物是什么？5、在制硫酸过程中选择什么氧化剂？为什么？6、用化学反应表示工业制硫酸的化学反应原理7、叙述工业制硫酸的生产流程8、催化反应的条件是什么？9、净化和干燥的目的是什么？10、在生产硫酸使用什么物质吸收三氧化硫生成硫酸？为什么？11、如何储运浓硫酸？12、什么是发烟硫酸？13、生产硫酸的三个阶段是什么？14、评价用硫黄和用黄铁矿制硫酸15、硫酸工厂厂址的选择时需考虑的因素？16、工业生产硫酸选择反应条件时主要针对哪个反应？为什么？17、选择了什么条件？18、该反应的特点是什么？19、从化学平衡角度该反应宜采取的条件是什么？20、从化学反应速率角度考虑宜采取什么条件？21、选择温度的依据是什么？22、什么是三废？23、工业制硫酸尾气吸收再利用的反应方程式。

24、实验室吸收该尾气的反应方程式25、工业制硫酸过程中废液用什么处理？相比其他物质选这些物质的原因是什么？26、废渣有效利用有哪些方面？27、在工业之硫酸过程中哪些环节需要提供能量？28、在硫酸的生产过程中哪些环节释放能量？与吸收能量的关系是什么？29、工业生产硫酸的主要环节有哪些？30、化工生产过程中需要考虑的基本问题有哪些？31、工业制硫酸过程中有哪五个三？具体内容是什么？32、生产硫酸过程中使用的资金中那些事预处理投入A、买原料B、设备C、存储容器D、灭火器E、石灰石粉F、厂房化工生产过程中的基本问题教案一、教学目标知识与技能：1.以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。

2.知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。

过程与方法：1.了解从理论研究成果到现实生产的过程。

2.学会将所学的知识应用于实际的方法。

情感态度与价值观：1.树立合理利用自然资源、节约能源的观点。