2017-2018学年高中化学人教版选修2（课件+课时跟踪训练+教学案）：第一单元 课题1 化工生产过程中的基本问题 （3份打包）

第一单元 课题1 知识点一 知识点二 知识归纳 规律方法 课时跟踪训练 高考感悟 新知 层析突破 知能 整合提升 应用 创新演练 知识点三 知识点四 知识点五 即时巩固 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H2SO4的组成看，生产原料应该是自然界中 的物质，如 、 (主要成分 )等。 依据化学反应原理确定生产过程 [自读教材·夯基础] 含硫 硫黄 黄铁矿 FeS2 (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。H2SO4中S的化合价是＋6价，生产过程中，要先使硫元素转化为 ，再把 转化为 ，再与 反应制得硫酸。 SO2 SO2 SO3 H2O 2．工业制硫酸的基本生产原理 以S(或FeS2)为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表示为： (1) ( 热反应)； (2) ( 热反应)； (3) ( 热反应)。 S＋O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))SO2(4FeS2＋11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3＋8SO2) 放 2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3 放 SO3＋H2O===H2SO4 放 3．工业制硫酸的过程 工业制硫酸主要分为 、 和 三个阶段。 硫酸生产的工艺流程： 造气 催化氧化 吸收 [跟随名师·解疑难] (1)S或FeS2不能直接被氧化为H2SO4，所以需要经过中间步骤，先得到SO3，再通过SO3与H2O反应得到H2SO4。 (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SO3，可以避免用水吸收SO3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。 [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 [剖析典例·探技法] [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。 [答案]　B 生产中原料的选择 [自读教材·夯基础] 工业生产某种化工产品，选择原料时，要从多方面去考虑，如 、 、原料、能源、工业用水的供应能力、存储、运输、 及 等。 (1)由于以黄铁矿为原料制硫酸时产生的废弃物太多，处理成本高，故这一工艺正在逐步被淘汰。 化学反应原理 厂址选择 预处理成本 环境保护 (2)依据反应物之间的接触面积越大，反应速率越快的原理，送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒，增大矿石跟空气的接触面积，使之充分反应。 (3)依据增大廉价易得的反应物的浓度，使较贵重的原料得以充分利用的原理，采用过量的空气使黄铁矿或硫黄充分反应。 [剖析典例·探技法] [例2]　与以黄铁矿为原料的生产工艺相比，以硫黄为原料的生产工艺的特点是 (　　) A．SO2的转化率提高 B．产生的废渣减少 C．耗氧量减少 D．不需要使用催化剂 [名师解析]　以S或FeS2为原料来制取SO2气体不影响SO2的转化率，A不正确；黄铁矿被氧化时，S元素被氧化为SO2的同时，Fe元素也被氧化生成Fe2O3(废渣)，故以硫黄为原料时，耗氧量减少，且产生的废渣减少，B、C正确。 [答案]　BC [名师点睛] 环境保护已成为化工生产乃至原料选择中优先考虑的因素。 [自读教材·夯基础] 1．化学平衡 (1)概念：如果外界条件不发生变化，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率 ，反应物和生成物的浓度将 ，反应体系处于化学平衡状态。如硫酸工业中将SO2氧化成SO3是一个可逆反应，一定条件下反应可达到平衡状态。 (2)改变反应条件 、 、 等可破坏原有的化学平衡。 生产中反应条件的控制 不再发生变化 相等 浓度