教案16(5-1-1接触制硫酸)

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1、教案16（5-1-1接触制硫酸）第一节接触法制硫酸学习目标1．掌握接触法制硫酸的化学反应原理，并了解生产过程和几个典型设备，以及生产中的一些重要操作。2．理解接触氧化反应条件的选择原理，加深对化学反应速率和化学平衡知识的理解。3．通过有关硫酸工业的计算，进一步巩固多步反应的化学原理。4．通过对硫酸工业“三废”、能量的利用以及生产规模、厂址的选择等的讨论，认识环境保护的重要性，培养良好的环境保护意识。教学过程[自学探究]第一部分：1．讨论：考虑原料和成本等因素，你认为工业合成硫酸的途径如何？2．请写出由S生成H2SO4的化学反应方程式。3．接触法制硫酸的过程和原理：（1）造气：(在中进行)

2、；（2）接触氧化：（在中进行）；（3）SO3的吸收：（在中进行）。4．生产过程中提高原料利用率的方法有、。5．煅烧黄铁矿制得的炉气中含有，需要、______和，避免。6．讨论：阅读表5-1、表5-2，结合化学反应速率和化学平衡知识，从综合经济效益考虑：SO2接触氧化反应应在什么条件下进行有利?7．接触氧化过程，应用了设备，其优点是。8．工业上用吸收SO3，是因为。第二部分：1．由硫酸工业反应原理可推算出，理论上：1molS完全转化能生成molH2SO4，1molFeS2完全转化能生成molH2SO4。2．工业制硫酸中的计算问题：（1）关系式法（多步计算的简捷运算方法）：先写出多步反应的化

3、学方程式，然后找出最初反应物和最终生成物之间的之比，列出关系式，即可一步计算。如：S~H2SO4，FeS2~H2SO4。（2）元素守恒法：原料中某一关键元素理论上若全部转入产物，则两物质中该元素的物质的量。（3）几个率：①矿物的纯度=×100%②原料利用率=×100%原料转化率=原料利用率=1-原料损失率③产率=×100%（4）多步反应的总转化率=各步反应转化率的二、总结与评价点燃高温催化剂硫酸是基础化学工业的重要产品，常用硫或硫铁矿为原料生产：1．造气：S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-297kJ/mol4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(g)+8SO2(g)ΔH=

4、-853kJ/mol2．接触氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-98.3kJ/mol3．三氧化硫的吸收：SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)ΔH=-130.3kJ/mol4．硫酸工业计算的重点是多步计算，关键是找出最初反应物和最终生成物之间的关系。【例题讲解】[例1]工业上要将尾气中的SO2转化为硫酸铵。下面是摘自某厂生产记录的一些资料：“……初步处理后的废气含0.2%的二氧化硫和10%的氧气（体积含量），在400℃时废气以5m3/h的速率通过五氧化二矾催化剂层与20L/h速率的氨气混合，再喷水，此时气体温度由400℃降到200℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶

5、体”（气体体积均已折算为标准状况）。仔细阅读上文，回答下列问题：（1）按反应中的理论值，二氧化硫和氧气的物质的量之比为2:1，该资料中二氧化硫和氧气的物质的量比值是多少？为什么跟化学反应中的理论值相差较大？（2）若每天某厂排放1000m3这种废气，按上述方法每月（按30天计算）消耗氨气多少吨？[分析讲解]（1）V(SO2):V(O2)=0.2%:10%=1:50。根据化学平衡原理，增大氧气的量，可以促进化学平衡向正反应方面进行，从而提高二氧化硫转化为三氧化硫的转化率。（2）每月排入的废气中二氧化硫的体积为：1000m3×30×0.2%=600m3废气以5m3/h的速率通过五氧化二矾催化剂

6、层与20L/h速率的氨气混合，相当于SO2跟NH3以1:2的体积比混合。即发生反应为：4NH3+2SO2+O2=2(NH4)2SO4所以，600m3的二氧化硫气体需氨气的体积为：600×2=1200m3相当于消耗氨0.912t。[例2]工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图。反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为（N2、O2不与I2反应）：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于____________的体积（填写气体的分子式）。（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气。则测得的SO2含量__

7、_________（选填：偏高，偏低，不受影响）。（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用____________代替（填写物质名称）。（4）若碘溶液体积为VamL，浓度为cmol·L-1，N2与O2的体积为VbmL（已折算成标准状况下的体积）。用Va、cmol·L-1、Vb表示SO2的体积百分含量为：_________。（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为_______________（选填下列仪器的编号）。a