高中化学鲁教版选修2教师用书：课题3专题1“设计”一座硫酸厂word版含解析

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1、课题1　“设计”一座硫酸厂1．知道工业上制硫酸的主要原料，能写出以硫铁矿为原料制硫酸的主要化学方程式，并能举例说明硫酸生产中原料与生产过程的关系，能说出接触法制硫酸有哪些主要生产阶段，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，能看懂表示化学反应过程中热量变化的热化学方程式，知道工业上用浓硫酸吸收三氧化硫的原因。(重点)2．知道选择硫酸厂厂址应考虑哪些主要因素。3．知道接触法制硫酸废气处理的主要方法，能列举废渣综合利用的途径。(重难点)4．知道建设一座化工厂需要综合考虑哪些基本问题，达到哪些基本要求，体会建造化

2、工厂和实施工业生产是一项综合、复杂的系统过程。(难点)选用哪种原料1.硫铁矿制硫酸(1)二氧化硫炉气的制备设备A名称为沸腾炉，其中进行的反应的化学方程式是4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；设备A中产生的气体叫做炉气，进入设备B中时须经过净化和干燥处理。(2)二氧化硫的催化氧化设备B名称为转化器，其中进行的反应的化学方程式是2SO2＋O22SO3；设备B中部的装置叫换热器，其作用是使反应后的气体降温并预热未反应的气体。(3)三氧化硫的吸收设备C名称为吸收塔，其中进行的反应的化学方程式为SO3＋H2O===H2SO

3、4；设备C中不用水或稀硫酸而使用98.3%的硫酸吸收SO3的原因是防止形成酸雾，提高SO3的吸收率。2．硫黄制硫酸(1)反应流程SSO2SO3H2SO4。(2)与硫铁矿相比的优点①炉气无须净化；②原料运输量小，生产流程简单，设备少，建设投资省，热能便于回收利用，无废渣排出。1．矿石燃烧前为什么要粉碎成细小矿粒？【提示】　增大矿石与空气的接触面积，加快反应速率。厂址选在哪里1.厂址应符合国家工业布局及城市或地区的规划要求。2．厂址的选择涉及原料、交通运输、水源、能源、土地资源、自然地质条件、市场需求和环境保护等诸多因素。3

4、．宜靠近原料供应地和产品销售地，理想的方案是硫酸厂与硫酸的消费者或与原料气的供应者组成联合企业。4．厂址所在地区应有充足的水源保证和热电供应，尽可能靠近交通运输线。5．厂址应避免建在人口稠密的居民区、旅游景点和文物保护区。6．选厂址时应注意当地自然地理环境，地震、洪水、泥石流等自然灾害多发地区不宜建厂。2．硫酸工厂厂址选择时，考虑诸多因素的原因是什么？【提示】　提高综合经济效益，减少环境污染。如何利用废气和废渣1.工业“三废”指化工生产中排放的气体、液体、固体污染物。2．硫酸工厂排放的污染物主要是含二氧化硫的尾气、固体烧

5、渣等。3．处理SO2的方法——氨－酸法(1)产生NH4HSO3的反应：NH3＋SO2＋H2O===NH4HSO3。(2)产生(NH4)2SO3的反应：2NH3＋H2O＋SO2===(NH4)2SO3。(3)产生(NH4)2SO4的反应：2NH4HSO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O、(NH4)2SO3＋H2SO4===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O。(4)废渣的利用：烧渣除了含有氧化铁、二氧化硅、氧化铝等外，还含有一定量的铜、锌、铅、钴等有色金属及少量的金、银等贵金属。3．酸雨是呈酸性的

6、雨水吗？【提示】　纯水是显中性的，pH约是7；雨水在下落过程中二氧化碳会溶于水，略呈酸性，pH为5.6。被大气中存在的酸性气体如SO2等污染，pH小于5.6的雨才叫酸雨。硫酸工业生产工艺及反应条件的选择【问题导思】　①硫酸工业生产工艺中“三原料”、“三阶段”、“三反应”分别指什么？【提示】　见要点1。②SO2催化氧化反应有哪些特点？【提示】　a．可逆反应；b.气体总体积减小的反应；c.放热反应。③适宜SO2催化氧化的条件是什么？【提示】　常压、400～500℃、催化剂1．工业制硫酸的原理及过程三原料三阶段三反应(均放热)

7、硫黄造气S(s)＋O2(g)===SO2(g)空气催化氧化2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)98.3%浓硫酸SO3的吸收SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)(用98.3%硫酸吸收)2.硫酸生产的工艺流程3．硫酸工业SO2催化氧化适宜条件的选择SO2(g)＋O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1这是一个气体分子总数减小的、放热的可逆反应。(1)温度SO2催化氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡移动理论判断，温度较低对提高SO2的转化率有利。但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。在实

8、际生产中，选定400～500℃作为操作温度，这时反应速率和SO2的转化率都比较理想。(2)压强SO2催化氧化是一个气体分子总数减小的可逆反应，根据化学平衡移动理论判断，增大压强对提高SO2的平衡转化率有利。但是，在常压、400～500℃时，SO2的平衡转化率已经很高，因高压条件对设备提出了苛刻的要求，增大压强必须增大