6.3.1+工業(yè)制硫酸（備課件）

第6章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡6.3.1工業(yè)制硫酸滬教版（2020）高中化學(xué)必修第二冊(cè)知識(shí)回顧化學(xué)平衡的移動(dòng)移動(dòng)的含義、原因、方向影響化學(xué)平衡狀態(tài)的條件濃度壓強(qiáng)溫度、催化劑

增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)。增大壓強(qiáng)，使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。化學(xué)平衡知識(shí)回顧1、下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是(

)A．加入催化劑有利于合成氨的反應(yīng)B．由H2(g)、I2(g)和HI(g)組成的平衡體系加壓后顏色變深C．500℃時(shí)比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D．將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)【答案】D【解析】A、B兩項(xiàng)，改變條件平衡均不移動(dòng)，不能用勒夏特列原理解釋。C項(xiàng)，根據(jù)勒夏特列原理，溫度越低，NH3%越高，采取500℃，主要考慮催化劑的活性和反應(yīng)速率問題；D項(xiàng)，將混合氣體中的氨液化，相當(dāng)于減小了生成物的濃度，平衡正向移動(dòng)，有利于合成氨反應(yīng)。2、在容積一定的密閉容器中，反應(yīng)：A(？)＋B(g)C(g)＋D(g)達(dá)到平衡后，升高溫度，容器內(nèi)氣體的密度增大，則下列說法正確的是(

)A．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．A不是氣態(tài)物質(zhì)，加入A該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C．其他條件不變，降低溫度該平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．改變壓強(qiáng)對(duì)該平衡的移動(dòng)無影響【答案】C【解析】因容器體積不變、結(jié)合升溫容器內(nèi)氣體密度增大可知升溫使容器內(nèi)氣體質(zhì)量增加，結(jié)合反應(yīng)可判知A一定不是氣體且正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在其他條件不變時(shí)，加入A(非氣態(tài)物質(zhì))平衡不移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度平衡向放熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不等，因此改變壓強(qiáng)，平衡移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解工業(yè)制硫酸的反應(yīng)原理和生產(chǎn)過程2、了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用新課引入（5）硫酸的用途染料，航天，核工業(yè)等都要使用硫酸硫酸被稱為工業(yè)之母我國古代硫酸的制法早在1000年以前，我國就用加熱膽礬（CuSO4·5H2O）或綠礬（FeSO4·7H2O）的方法來制硫酸干餾綠礬得到硫酸知識(shí)點(diǎn)一：接觸法制備硫酸一、主要設(shè)備沸騰爐接觸室吸收塔凈化冷卻接觸法制備硫酸二、主要原料硫鐵礦（或硫黃）、空氣、98.3%的濃硫酸三、制備原理SO3+H2O===H2SO4S+O2===SO2點(diǎn)燃4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2高溫2SO2+O22SO3

催化劑△接觸法制備硫酸三原料三階段三設(shè)備三反應(yīng)(均放熱)硫黃或含硫礦石(硫鐵礦)空氣98.3%的濃H2SO4造氣(生成SO2)接觸氧化(生成SO3)SO3吸收(生成H2SO4)沸騰爐接觸室吸收塔4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2S+O2==SO2SO3＋H2O===H2SO42SO2+O2

?2SO3

H2SO4SSO3SO2(1)(2)(3)例題精講1．在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是(

)A．硫鐵礦煅燒前要粉碎，因?yàn)榇髩K硫鐵礦不能燃燒B．從沸騰爐出來的氣體只有SO2C．SO2氧化成SO3，SO2能全部轉(zhuǎn)化為SO3D．SO3用98.3%的濃H2SO4吸收，目的是防止形成酸霧，以便使SO3吸收更充分答案：D解析：將硫鐵礦粉碎是使其增大與空氣的接觸面積，使燃燒更快、更充分，并不是大塊硫鐵礦不能燃燒；從沸騰爐出來的氣體除SO2外，還有O2等；SO2轉(zhuǎn)化為SO3為可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，故SO2不可能全部轉(zhuǎn)化為SO3；SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4，若直接用水吸收，會(huì)形成大量酸霧，導(dǎo)致SO3吸收不完全，工業(yè)生產(chǎn)中用98.3%的濃硫酸作為吸收劑，則不會(huì)出現(xiàn)酸霧，吸收SO3更充分。2.在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，SO3的吸收過程是在吸收塔(如圖)中進(jìn)行的，吸收塔里還裝入了大量瓷環(huán)。下列說法中不正確的是(

)A．從①處通入SO3，整個(gè)吸收操作采取逆流的形式B．從②處噴下98.3%的濃硫酸，瓷環(huán)的作用是增大接觸面積C．從③處導(dǎo)出的氣體只含有少量SO2，可直接排入大氣D．從④處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的濃硫酸【答案】

C【解析】三氧化硫的吸收通常使用98.3%的濃硫酸，不用水或稀硫酸，原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫時(shí)容易形成酸霧，吸收效率低，不利于三氧化硫的吸收；氣體的吸收常采用逆流原理，這樣有利于氣、液的充分接觸，吸收效果好；從吸收塔上部導(dǎo)出的氣體是沒有起反應(yīng)的O2和少量二氧化硫，直接排入大氣會(huì)污染環(huán)境，所以應(yīng)用吸收劑吸收或循環(huán)使用。思考討論1.原料硫鐵礦粉碎的目的是什么？使反應(yīng)物充分接觸，增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)物充分反應(yīng)，提高原料的利用率。2.沸騰爐中產(chǎn)生的氣體為什么需要經(jīng)過凈化？

防止催化劑中毒。3.接觸室中安裝熱交換器的目的是什么？

（1）利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱二氧化硫和氧氣。

（2）冷卻反應(yīng)生成的三氧化硫。4.多余的氣體為什么要再充入接觸室？為了提高原料的利用率。5.用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫的目的是什么？防止SO3溶于水放出大量熱導(dǎo)致酸霧，降低吸收效率。化學(xué)工業(yè)制備的要求(1)原料廉價(jià)且穩(wěn)定，降低運(yùn)輸成本。(2)從環(huán)保、成本等角度選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，保證在反應(yīng)中能充分接觸。(3)制備流程簡單高效，能耗低，反應(yīng)放出的熱量盡可能加以循環(huán)利用，生成的副產(chǎn)物較少。(4)制備過程綠色環(huán)保，不使用或生成對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。例題精講1.工業(yè)上制硫酸的設(shè)備分為三大部分：沸騰爐、接觸室、吸收塔。下面的裝置是仿照工業(yè)上制備硫酸工藝的流程設(shè)計(jì)出來的，用于探究工業(yè)上為何采用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出沸騰爐內(nèi)煅燒硫鐵礦的反應(yīng)方程式：______________________________________。(2)上圖中的乙、丙分別相當(dāng)于工業(yè)上制取硫酸裝置中的________________、______________。(3)從乙裝置中出來的氣體有________________________________________。(4)丙裝置的作用為__________________，丁中的現(xiàn)象為________________。(5)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還存在的較明顯缺陷是____________________________?！敬鸢浮?/p>

(1)4FeS2＋11O2(==高溫==)2Fe2O3＋8SO2

(2)接觸室吸收塔(3)SO2、O2、SO3

(4)吸收SO3有酸霧產(chǎn)生(5)缺少尾氣吸收裝置【解析】乙裝置相當(dāng)于接觸室，將SO2催化氧化為SO3，由于該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，故從乙裝置中出來的氣體中含有SO2、O2、SO3；丙裝置相當(dāng)于吸收塔，用濃硫酸吸收SO3；丁裝置是用水吸收SO3，SO3溶于水會(huì)放出大量的熱，使水汽化為水蒸氣，從而形成酸霧；本實(shí)驗(yàn)中缺少尾氣吸收裝置。2．下列可用濃硫酸干燥的氣體有(

)①H2

②SO2

③H2S

④Cl2

⑤NH3

⑥HCl

⑦CO2

⑧HBr

⑨COA．①②④⑥⑧⑨ B．①②④⑥⑦⑨C．①②④⑥⑦⑧ D．全部答案：B解析：濃硫酸具有吸水性，常用作氣體的干燥劑，但不能干燥堿性氣體(如氨氣)、某些還原性氣體(如硫化氫、