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2018-2019学年人教版选修2 第一单元课题1 化工生产过程中的基本问题 作业

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课题1 化工生产过程中的基本问题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条件下进行答案 B2．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＋O22SO3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 D3．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是()A．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率D．SO3用98%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全答案 D4．下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是()A．在接触室中使用铁粉作催化剂B．在接触室中运用热交换技术可充分利用能源C．把硫铁矿磨成细粉末，可以提高原料的利用率D．该反应采用450～500 ℃主要是因为该温度下催化剂活性好答案 A5．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．H2SO3 D．H2SO4答案 A6．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是()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熟石灰⑤开发新能源A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①④⑤答案 C7．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。

下列叙述正确的是() A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v ＝c 2－c 1t 2－t 1答案 D8．在硫酸工业生产中，为了有利于SO 2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如图所示)，下列有关说法中错误的是( ) A ．上端进入的气体温度较高，下端出来的气体温度较低 B ．预热含有二氧化硫的混合气体，有利于接触氧化 C ．A 处流出的气体为SO 2和O 2 D ．预热SO 3，有利于被浓硫酸吸收答案 D9．某工厂用CaSO 4、H 2O 、NH 3、CO 2制备(NH 4)2SO 4。

其工艺流程如下：CaSO 4溶液――→足量NH 3甲――→适量CO 2乙――→过滤⎩⎪⎨⎪⎧滤液――→提纯（NH 4）2SO 4CaCO 3――→煅烧生石灰下列推断不合理的是( )A ．往甲中通CO 2有利于(NH 4)2SO 4生成B ．生成1 mol(NH 4)2SO 4至少消耗2 mol NH 3C ．在实际生产中CO 2可被循环使用D ．直接蒸干滤液能得到纯净的(NH 4)2SO 4答案 D10．在接触法生产硫酸中，对于SO 2的催化氧化反应有下面4个图，其中正确的是( )答案 A11．城市环境污染是当前突出的环境问题。

如图甲所示，X河流经某工业城市，其中a处在上游，附近有丰富的硫铁矿资源，d处在下游，有多个企业以硫酸为原料。

根据某月该市环保局监测站对X河水质检测的结果，绘制成图乙。

根据甲、乙两图，判断下列说法中错误的是()A．造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段B．工业、生活污水和固体废弃物等可能是造成X河污染的污染源C．d处污染程度减少，可能是某些污染物的离子间发生反应反致D．该城市建造硫酸厂时，综合考虑诸多因素选址在b处最合理答案 D12．以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：请回答下列问题：(1)在炉气制造中，生成SO 2的化学方程式为_____________________________ __________________________________________________________________；(2)炉气精制的作用是将含SO 2的炉气________、________及干燥，如果炉气不经过精制，对SO 2催化氧化的影响是________________________________；(3)精制炉气(含SO 2体积分数为7%、O 2为11%、N 2为82%)中SO 2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。

在实际生产中，SO 2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A 点)，而没有选择SO 2转化率更高的B 或C 点对应的反应条件，其原因分别是 _________________________________________________________________。

(4)在SO 2催化氧化设备中设置热交换器的目的是________、________，从而充分利用能源。

答案 (1)4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2(2)除尘 洗涤 使催化剂中毒(3)在450 ℃、0.1 MPa时，转化率已达95%以上，采用更高的压强，对设备要求更高，转化率影响较小；在0.1 MPa时，温度较低时，反应速率较慢、产量低(4)能量循环利用提高SO2转化率13．下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98%的浓硫酸吸收三氧化硫。

请回答下列问题：(1)写出工业上制备硫酸时沸腾炉内燃烧黄铁矿反应的化学方程式__________________________________________________________________。

(2)甲和乙相当于工业上制取硫酸装置中的____________________________。

(3)写出在催化剂表面所发生反应的化学方程式___________________________________________________________________________________________，在实验过程中不能持续加热的理由是___________________________________________________________________________________________________。

4)在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制和估计的？___________________________________________________________________________________________________________________________。

(5)若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因可能是________。

A．浓硫酸对三氧化硫的吸收效率远好于水，三氧化硫被浓硫酸充分吸收B．三氧化硫的通气速率太快，三氧化硫未被水和浓硫酸充分吸收C ．丙中的导气管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大D ．丁中的导气管插得太浅，三氧化硫气体从水中逸出，与水蒸气化合形成酸雾答案 (1)4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2 (2)接触室(3)2SO 2＋O 22SO 3 防止温度过高，降低SO 2的转化率及催化剂活性(4)可以通过调节气阀，控制气体流量，观察甲装置的冒泡速率进行估算(5)A14．硫酸是重要的化工原料，它的产量衡量了一个国家的工业发展水平。

工业生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO 2转化为SO 3是一个关键步骤。

压强及温度对SO 2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为SO 2：7%，O 2：11%，N 2：82%)。

根据信息回答下列问题：(1)工业制硫酸时发生此反应的设备是_________________________________。

(2)已知SO 2的催化氧化反应是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？__________________________________________________________________。

(3)在400～500 ℃，SO 2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是__________________________________________________________________。

(4)为提高SO 3的吸收率，实际生产中用________吸收SO 3。

(5)在此反应前必须对原料气进行净化的原因是__________________________________________________________________________________________。

(6)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ/mol每生产2 000 t 98% 硫酸所需要的SO3的质量为________t，由SO2生产这些SO3所放出的热量为________kJ。

答案(1)接触室(2)压强一定时，温度升高，SO2的转化率下降，说明升温有利于向逆反应方向进行，所以正反应为放热反应(3)增大压强对提高SO2的转化率无显著影响，反而会增加成本(4)98%的浓H2SO4(5)防止催化剂中毒(6)1.6×103 1.966×109。

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高中化学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作业新人教选修2

高中化学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作业新人教选修2

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。

高中化学-新课标人教版选修二 第1单元课题1 化学生产过程中的基本问题 教案

高中化学-新课标人教版选修二 第1单元课题1 化学生产过程中的基本问题 教案

课题1 ：化工生产过程中的基本问题一、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。

2.培养既会独立思考，又能与人合作的能力。

二、教学重点化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理；平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用三、教学难点化工生产过程中的基本问题；工业制硫酸的生产原理四、教学方法讨论探究多媒体五、课时安排2课时六、教学过程课程引入]一个生产工艺的实现，涉及许多问题。

如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、工艺流程、环境保护以及综合经济效益等等。

本节课我们就以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。

投影]硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。

可以在金属加工和金属制品电镀以前，除去金属表面的氧化物膜，可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等，还可用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，实验室中常用作干燥剂。

设疑]硫酸有那么多用途，工业上是如何生产的呢？请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论生产硫酸的原理。

学生讨论并归纳]生产H2SO4 的主要化学过程可以分为SO2 的生成和SO2转化为SO3两个阶段。

提问]如果以硫磺为原料制硫酸，你能试着用方程式表示制硫酸的反应原理吗？交流讨论并归纳板书]一.依据化学反应原理确定生产过程：1.以硫为原料制备SO2S(s)+O2 (g)﹦ SO2 (g) (放热反应)2. 利用催化氧化反应将SO 2氧化成SO 32SO 2 (g)+O 2 (g)2SO 3 (g) （放热反应）3. 三氧化硫转化为硫酸SO 3(g)+H 2O(l)=H 2SO 4 (l) （放热反应）按照上述反应原理，工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。

人教版高中化学选修2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教学案-附答案

人教版高中化学选修2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教学案-附答案

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。

高中化学 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教案 新人教版选修2

高中化学 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教案 新人教版选修2

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教学目标分析 课标解读1．依据化学反应原理，把握生产硫酸的基本流程。

2．了解硫酸工业生产中原料、厂址和规模的选择。

3．了解硫酸生产过程中反应条件的把握及能量的综合利用。

4．了解化学科学试验与化工生产的区分。

5．了解工业生产中三废处理的方法，防止环境污染。

重点难点1.把握硫酸工业生产中的“三原料、三阶段、三设备、三反应”。

(重点)2.能运用化学平衡原理分析二氧化硫催化氧化反应的适宜条件，了解硫酸生产过程中反应条件的把握。

(重难点) 教学方案设计 新课导入硫酸是一种重要的基本化工原料，也是一个国家化学工业生产力量的重要标志。

生产硫酸最古老的方法是用绿矾(FeSO 4·7H 2O)为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸，所以古代称硫酸为“绿矾油”。

你了解现代工业生产硫酸的流程吗？你了解工业生产中怎样处理“三废”防止环境污染吗？让我们共同学习本课题学问把握化工生产过程中的基本问题。

课前自主导学依据化学反应原理确定生产过程 1.化工生产与化学反应的关系化工生产依据化学反应原理符合化学反应规律基础试验室争辩 2．确定化工生产反应原理与过程的一般方法对于某一具体的化工产品，争辩生产过程要从产品的化学组成和性质考虑，来确定原料和生产路线。

3．确定化工生产反应原理与过程的案例争辩 ——生产硫酸(1)原料：从H 2SO 4的组成看，原料应当是自然界存在的含硫的物质，如硫黄、黄铁矿(主要成分是FeS 2)等。

(2)步骤：生产硫酸的主要化学过程可以分成SO 2的生成、SO 2转化为SO 3和SO 3转化为硫酸三个阶段。

(3)原理：工业制硫酸的“三阶段”与“三反应”造气 以S 为原料S ＋O 2=====点燃SO 2 以黄铁矿 为原料4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2催化氧化2SO 2＋O 2催化剂Δ2SO 3吸取SO 3＋H 2O===H 2SO 4 生产中反应条件的把握 1.生产中反应条件的选择在化工生产中要通过反应条件的把握使化学反应速率和反应物的转化率都比较抱负，还要同时考虑把握某些反应条件的成本和实际可能性。