生产中原料的选择.ppt

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1、化学选修2化学与技术湟中一中化学教研组祁永萍【学习目标】①以工业制硫酸为例，了解化工生产中的一些基本问题。②认识化学在生产技术中的价值，对科学探究过程加深理解,学会将所学的知识应用于实际的方法。③树立合理利用自然资源、节约能源的观点。④培养既会独立思考，又能与人合作的能力。硫酸的用途思考：自然界有没有天然的硫酸？自然界中存在的含硫的物质有哪些？这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸？硫酸生产反应式以硫磺为原料:S(s)+O2(g)SO2(g)高温第一步：(造气)第二步：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热(

2、催化氧化)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第三步：(吸收)工业中通常用98.3%的硫酸溶液代替水来吸收SO3因此:工业上制硫酸主要分_________个生产过程.一、依据化学反应原理确定生产过程98%硫酸98.3%硫酸发烟硫酸SO3SO2造气制SO2净化干燥空气催化反应室，400-500℃，常压，催化剂吸收塔稀释室水贮存室工业制硫酸简要流程图：硫酸工业生产的三个主要设备98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2二、生产中原料的选择：【思考与交流2】在我国，工业制硫酸原料的选择，有以下问题需要考虑：1.从

3、基建投资、加工费用及环境保护等方面考虑，用硫磺制硫酸的装置优于用黄铁矿制硫酸的装置；2.我国的天然硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂；3.我国黄铁矿储量比天然硫磺要大，但也存在供不应求的趋势；4.硫磺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，硫磺制硫酸成本略高于黄铁矿制硫酸；设备大型化可降低成本；……二、生产中原料的选择：今后的发展趋势会是怎样的呢？你有什么好的建议吗？实际上，在早期相当一段时间内，我国主要是以黄铁矿为原料制硫酸的。你认为这是为什么？从世界目

4、前的状况来看，很多国家都已经限制以黄铁矿为原料制硫酸。你认为这是为什么？三、生产中反应条件的控制：[思考与交流3]表1和表2是SO2催化氧化反应的一些实验数据，请思考和交流以下问题：温度/℃4004504755005255505756006501000转化率/%99.297.595.893.590.585.679.973.758.55.0表1不同温度下SO2的平衡转化率【原料气成分（体积分数）：SO27%，O211%,N282%;压强：0.1Mpa】三、生产中反应条件的控制：[思考与交流3]表1和表2是SO2催化氧化反应

5、的一些实验数据，请思考和交流以下问题：表2压强对SO2平衡转化率的影响【原料气成分（体积分数）：SO27%，O211%,N282%;压强：0.1Mpa】0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4转化率/%温度/℃压强/Mpa1Mpa=106pa,1atm=1.01×105pa思考与交流32.在实际生产中，还有以下问题值得考虑：①温度较低时催化剂的活性不高，反应速率低；②加压对设备的要求高，会增加成本和能量消耗；等等。在考虑以上问题后

6、，你刚才的想法会改变吗？现在请你为实际生产中SO2的催化氧化反应选择一个合适的温度和压强。1.从以上实验数据看，你认为SO2的催化氧化反应应在什么温度和压强条件下有利于SO3的生成？思考与交流4：对于上述SO2的催化氧化反应：1.请用平衡移动原理来解释：为什么降低温度和增大压强有利于提高转化率？2.如果其它条件不变，分别改变下列条件，将对化学平衡有什么影响？①增大O2的浓度；②减小SO3的浓度。硫酸生产中的适宜条件：1.低温(400~500℃)2.常压3.合适的催化剂4.适当过量的空气三、生产中反应条件的控制：化工生产过

7、程:(1)确定化学反应原理(2)选择原料(3)选择设备和工艺流程(4)三废处理(环境保护)(5)能源的利用(综合经济利益)(6)其它问题(如厂址，成本，设备、劳动组织和生产效率等问题）1.实践活动：通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。作业：2.学与问：硫酸生产过程中的污水，含有酸性杂质，可以利用什么反应来处理呢？列举出几种物质。你认为用哪几种物质比较好，为什么？调查了解在实际生产中使用的处理方法。谢谢大家！请多提宝贵意见！