硫酸催化氧化分析解析
硫酸催化氧化分析解析
二、二氧化硫氧化的工艺条件
1. 反应温度
1
2
二氧化硫的起始温度
3. 最终转化率
3
1、反应温度 2、二氧化硫的起始温度
（1）若增加炉气中SO2的浓度，就相应的降低了炉气中氧的浓度，这种情 况下，反应速率会相应降低。为达到一定的最终转化率所需要的催化剂量也随 之增加。
（2）从减少催化剂用量来看，采用低二氧化硫浓度是有利的。但是降低炉
2、二氧化硫氧化的反应速率
由于该反应是放热可逆过程，对于不同的转化率，有不同的最适温度。
转化率越低，最适温度越高。对
炉气的起始浓度对速率也有影响， SO2其实浓度增大，氧的起始浓度 则相应降低，反应速率会减慢。为 保证一定的反应速率，SO2起始浓 度不宜过高。 扩散过程也会影响反应速 率
应一定的起始组成，反应刚开始
p*( SO3) xT＝ p*( SO2) p*( SO3)
式中ＸT — 反应的平衡转化率。由此得出：
xT Kp
Kp
1 p *（O 2）
• 若以a、 b分别表示混合气体中SO2，O2的初始体积或摩尔分数， p
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氧气的平衡分压可0体积的混合气反应达到平衡时， 被氧化的SO2体积为 axT ，所消耗的氧体积为 0.5axT；O2的剩余体 积量为 100 0.5axT ，故 b 0.5ax ，平衡时气体混合物的总体积为
其 平 衡 表达 式为 ：
Kp
p* ( SO3) p* ( SO2) p*0.5 (O2)
4905 .5 4.6544 T
式中p*(SO2)、p*(O2)、p*(SO3)—SO2、O2及SO3的平衡分压） 在 400~700 ℃ 范 围 内 ， 平 lgKp 衡常数与温度的关系表示：
化学化学平衡试题答案及解析
化学化学平衡试题答案及解析1.一定条件下存在反应：2SO2(g)+O2(g)2SO３(g)，△H=-QkJ·mol-1。
现有三个体积固定的容器I、II、III，体积分别为1L、1L和2L，其中I、II为绝热容器，III为恒温容器，各容器中充入的物质的量（mol）如下表：SO O2SO下列说法正确的是A．容器I、II中产生的总热量（只考虑热值，不考虑符号）小于QB．容器I、III中反应的平衡常数相同C．按起始加入的各物质的量将容器I与容器II无缝对接后，达到平衡后，各物质的量浓度与容器III平衡时浓度相同D．平衡后，SO2的正反应速率大小关系：I＞III＞II【答案】AD【解析】A、若为同温条件下容器I、II中反应为等效平衡，反应产生的热量为Q，但该容器为恒容，反应I为放热，温度升高，平衡逆向移动，放出的热量变少；反应II为吸热反应，温度降低平衡逆向移动吸收的热量变少，故容器I、II中产生的总热量小于Ｑ，正确；B、容器I反应温度高于恒温容器III的温度，故平衡常数不同，错误；C、按起始加入的各物质的量将容器I与容器II无缝对接后，仍然有温度的变化，不与III等效平衡，错误；D、平衡后I温度最高，反应速率最快，II吸热温度降低反应速率最小，故有I＞III＞II，正确。
【考点】考查化学平衡有关问题。
2.硫酸的产量是衡量一个国家化工水平的标志。
2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。
一定温度下，在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。
甲乙丙A．甲中反应的平衡常数大于乙 B．平衡时，SO2的转化率：α1<80%<α2C．该温度下，乙中平衡常数值为400 D．平衡时，丙中c(SO3)是甲中的2倍【答案】C【解析】A项，因温度不变，平衡常数不变，错误；B项，乙容器中增加氧气的量，SO2的平衡转化率增大，所以α1>80%，丙容器平衡向正反应移动，SO2的平衡转化率增大，所以α2>80%，错误；C项根据甲容器数据，利用三段法，可求得甲容器中反应的平衡常数：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)初c / mol/L 0.2 0.12 0转c/ mol/L 0.2×80% 0.08 0.16平c / mol/L 0.04 0.04 0.16甲容器中反应的平衡常数a==400，因温度不变，乙容器中反应的平衡常数也为400，正确；D项，丙中初始物质的量是甲的2倍，压强同时增大，平衡向正反应方向移动，生成SO3，则平衡时，丙中c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍，错误。
硫酸的工业制法分析解析
6．什么是热交换过程？ 6. 什么是热交换过程?
通过热交换器把反应时生 成的热，传递给进入接触 室的需要预热的混合气体， 并冷却反应后生成的气体， 像这样传递热量的过程就 是化学工业上常用的热交 换过程。
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7．吸收SO3为什么不直接用水或 稀硫酸，而是用98.3%的浓硫酸？
因为用水或稀硫酸作吸收 剂时，容易形成酸雾，吸 收速度慢且吸收不充分， 而 用 98.3% 的 浓 硫 酸 作 吸 收剂，则在吸收过程中不 形成酸雾，吸收速度快且 吸收充分，有利于SO3的吸 收。
关于多步反应变一步的计算
步骤： 1.写出多步反应的化学方程式； 2.找出主要原料和最终产物之间的物质的 量的对应关系。即找出主要原料和最终产 物中所含关键原子个数关系。 3.列出关系式，解出答案。
守恒原则
•计算中可以按照守恒、累积、转化的三原则处 理有关过程及数据以化难为易。 •1.守恒原则：如黄铁矿制硫酸中 S 原子守恒，具 体表现形式为 •FeS2——2H2SO4 或 S——H2SO4
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2．为什么把燃烧黄铁矿的炉子叫沸腾 炉？为什么用这种炉子？
这是因为矿粒燃烧的时候， 从炉底通入强大的空气流， 把矿粒吹得在炉内一定空 间里剧烈沸腾，好象“沸 腾着的液体”一样。因此， 人们把这种炉子叫沸腾炉。 矿粒在这种沸腾情况下， 跟空气充分接触，燃烧快， 反应完全，提高了原料的 利用率。
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三．有关化学计算
•几个概念：化学计算中涉及到工业生产实际中 的“四率”（即转化率、利用率、产率、损失 率）和纯度。 •物质的纯度=（纯物质/不纯物质）×100% •产率=（实际产量/理论产量）×100% •利用率=（实际利用原料量/实际投入原料总量） ×100% •损失率：1-利用率 •在原料中：转化率=利用率
过硫酸盐高级氧化(ps-aops)的催化降解机制
过硫酸盐高级氧化（PS-AOPs）是一种广泛应用于环境治理和水处理领域的高效催化氧化技术。
它通过催化剂的作用，将过硫酸盐与目标污染物接触，产生强氧化剂，从而实现对有机物的降解和去除。
1. PS-AOPs的基本原理PS-AOPs基本原理是利用过硫酸盐作为氧化剂，通过催化剂的作用产生自由基，进而对有机物进行氧化降解。
PS-AOPs主要包括高级氧化和催化氧化两个过程。
在高级氧化过程中，过硫酸盐在催化剂的作用下，产生硫酸根自由基（SO4•-）和羟基自由基（•OH），这些自由基具有较高的氧化能力，能够氧化分解有机物。
在催化氧化过程中，催化剂能够加速过硫酸盐的分解产生活性氧化剂，提高反应速率和效率。
2. PS-AOPs的催化降解机制（1）自由基的产生在PS-AOPs过程中，过硫酸盐与催化剂接触后，催化剂能够促进过硫酸盐的分解，产生硫酸根自由基（SO4•-）和羟基自由基（•OH）。
硫酸根自由基和羟基自由基具有很强的氧化能力，能够与目标污染物发生氧化反应，使有机物发生断裂和降解。
（2）氧化降解有机物自由基的产生后，它们会与有机物发生氧化反应，将有机物分解为小分子化合物或无害的物质。
这种氧化降解过程是有机物被完全氧化，因此PS-AOPs能够高效降解多种难降解的有机污染物，如苯酚、苯胺、染料、有机酸、农药等。
（3）反应中的影响因素PS-AOPs的催化降解机制受到多种因素的影响，包括催化剂种类、过硫酸盐浓度、溶液pH值、反应温度、反应时间等。
其中，催化剂种类对PS-AOPs的效果有着重要影响，例如Fe3+、Cu2+等过渡金属离子催化剂能够有效促进过硫酸盐的分解，产生更多的活性自由基，加速有机物的氧化降解反应。
3. PS-AOPs在环境治理和水处理中的应用PS-AOPs具有高效、快速、无二次污染等优点，因此在环境治理和水处理领域得到了广泛应用。
它可以有效降解城市污水中的有机物，去除水体中的难降解有机污染物，净化大气中的有机废气等。
二氧化硫催化氧化制硫酸
二、二氧化硫催化氧化制硫酸硫酸是无机化学工业中最重要的产品之一。
1992年世界硫酸产量为144.65Mt,生产大国有美国(40.43Mt),苏联(17.4Mt),中国(14.06Mt)和摩洛哥(7.28Mt)。
生产硫酸的主要原料有硫磺,有色金属冶炼烟气和硫铁矿。
由硫磺制得的硫酸约占硫酸总量的65%,硫铁矿占16%,余下的19%由其它形态的硫生产,其中主要是冶炼烟气,而铜冶炼烟气又约占其它形态硫的55%。
硫酸的主要用途是制肥料(约占硫酸总量的63%),事实上,有好多硫酸制造厂是与磷肥厂配套生产的。
硫酸的其它用途有:提铀、炼钛、石油精制和烷基化、金属清洗、木材水解、合成洗涤剂、医药、染料、炸药、香料及三大合成材料等。
中国制造硫酸的主要原料是硫铁矿,其次是冶炼烟气、硫磺和石膏(包括制磷酸时的副产磷石膏),用H\-2S制酸因具有减少大气污染之利,也已受到国家的重视。
近几年中国硫磺制酸产量上升很快,这是因为国内硫铁矿开采能力跟不上工业发展的需要,又碰上运输紧张,运价上涨,使硫铁矿制酸成本增加。
与此同时,国际上硫磺售价下跌,制酸成本比硫铁矿低,环境污染比硫铁矿小。
因此,硫磺制酸在国内已建或在建了一批中小型制酸装置(10～30万t/a),以满足国内市场的需要。
但有关人士指出,虽然中国硫磺进口量仅占世界贸易量的6%～7%,仍存在一定的风险。
中国硫酸约有84%用于化学工业(用于制造磷肥的约占硫酸总量的61.5%),纺织2.4%,石油0.56%,医药0.3%,冶金2.5%,轻工3.1%,其余占6.9%。
1. 生产方法和工艺过程在硫酸生产历史上,出现过三种生产方法,即塔式法、铅室法和接触法。
(1)塔式法和铅式法是古老的生产方法。
在中间装填瓷圈的塔型结构的设备或中空的铅室中进行,所用催化剂是二氧化氮,氧化过程可用下列反应式表示: ＳＯ2＋ＮＯ2＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＳＯ4＋ＮＯＳＯ2＋Ｎ2Ｏ3＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＳＯ4＋２ＮＯ２ＮＯ＋Ｏ2＝２ＮＯ2ＮＯ2＋ＮＯ＝Ｎ２Ｏ３由此制得的硫酸浓度只有65%～75%,仅用作生产肥料(如过磷酸钙等),工业应用因浓度不高而受到限制。
2019-2020年人教版高中化学必修2教学案 第一单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题含答案
课题1化工生产过程中的基本问题依据化学反应原理确定生产过程 [自读教材·夯基础]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H 2SO 4的组成看，生产原料应该是自然界中含硫的物质，如硫黄、黄铁矿(主要成分FeS 2)等。
(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。
H 2SO 4中S 的化合价是＋6价，生产过程中，要先使硫元素转化为SO 2，再把SO 2转化为SO 3，再与H 2O 反应制得硫酸。
2．工业制硫酸的基本生产原理以S(或FeS 2)为原料制硫酸的反应原理用化学方程式表示为：(1)S ＋O 2=====点燃SO 2(4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2)(放热反应)；(2)2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3(放热反应)；(3)SO 3＋H 2O===H 2SO 4(放热反应)。
3．工业制硫酸的过程工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。
硫酸生产的工艺流程：[跟随名师·解疑难](1)S 或FeS 2不能直接被氧化为H 2SO 4，所以需要经过中间步骤，先得到SO 3，再通过SO 3与H 2O 反应得到H 2SO 4。
(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SO 3，可以避免用水吸收SO 3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。
[剖析典例·探技法][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[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。
接触法制硫酸的关键反应为so2的催化氧化催化机理
文章标题：深度解析接触法制硫酸的关键反应：SO2的催化氧化催化机理1. 接触法制硫酸的关键反应：SO2的催化氧化催化机理在工业生产中，接触法是一种常用的制备硫酸的方法。
而接触法制硫酸的关键反应之一即是SO2的催化氧化反应。
SO2的催化氧化催化机理是制备硫酸过程中的核心环节，了解其机理对于提高硫酸生产效率、降低能耗、减少环境污染等方面具有重要意义。
2. SO2的催化氧化反应原理SO2的催化氧化反应是一种重要的气相反应，在工业中由催化剂协助下进行。
这一反应可以用如下方程式表示：2SO2 + O2 → 2SO3。
3. 催化剂在SO2的氧化反应中的作用催化剂在SO2的氧化反应中发挥着至关重要的作用。
它能够提高反应速率，降低反应活化能，同时还能够调控反应的选择性，使产物选择性地生成所需的SO3。
催化剂的种类、结构和表面性质对于催化活性、稳定性和选择性起着决定性的影响。
4. 接触法制硫酸SO2的催化氧化催化机理接触法制硫酸中SO2的催化氧化催化机理涉及多种反应步骤和中间产物，其中涉及复杂的物理化学过程和催化作用。
在实际生产中，需要根据催化剂性能、反应条件等因素进行优化，以实现高效、稳定的SO2的氧化反应，进而提高硫酸产率。
5. 个人观点和理解在我看来，对于SO2的催化氧化催化机理的深入探究不仅可以帮助理解接触法制硫酸的工艺原理，更有助于发展更高效的催化剂和改进工艺条件，从而提高硫酸生产的效率和环保性。
总结：在本文中，我深入探讨了接触法制硫酸的关键反应：SO2的催化氧化催化机理。
首先介绍了SO2的催化氧化反应原理，接着分析了催化剂在反应中的重要作用，最后针对接触法制硫酸SO2的催化氧化催化机理进行了详细的解析和讨论。
我也共享了个人观点和理解。
通过本文的阅读，读者能够全面、深刻地了解接触法制硫酸的关键反应，以及SO2的催化氧化催化机理。
：从SO2的催化氧化反应原理到催化剂在反应中的作用，再到接触法制硫酸SO2的催化氧化催化机理的详细解析，我们已经了解了接触法制硫酸的关键反应的重要性以及其复杂的物理化学过程和催化作用。
高三化学硫酸人教实验版知识精讲
⾼三化学硫酸⼈教实验版知识精讲⾼三化学硫酸⼈教实验版【本讲教育信息】⼀. 教学内容：硫酸1、硫酸⼯业2、硫酸⼆. 复习重点和难点1、掌握浓硫酸的性质（吸⽔性、脱⽔性和强氧化性）。
2、掌握稀硫酸的化学性质。
3、掌握硫酸根离⼦的检验⽅法。
4、掌握硫酸⼯业的化学反应原理，了解硫酸的⽤途及硫酸⼯业的⽣产设备与流程。
三. 教学过程（⼀）硫酸⼯业硫酸是硫的重要化合物，硫酸是化学⼯业的基本原料。
硫酸有重要的⽤途，硫酸的产量是⼀个国家化学⼯业⽣产能⼒的标志之⼀。
1、基本⽣产原理（1）以硫为原料制备⼆氧化硫以硫为原料制备⼆氧化硫的化学⽅程式：S+ O2 SO2以黄铁矿为原料制备⼆氧化硫的化学⽅程式：分析：以黄铁矿为原料制硫酸，⽣产中产⽣的废弃物太多，处理成本⾼；以硫为原料制硫酸⽐以黄铁矿为原料制硫酸⽣产流程短、设备简单、三废治理量⼩、劳动⽣产率⾼、易于设备⼤型化。
所以以黄铁矿为原料制硫酸的⼯艺逐步被淘汰。
（2）利⽤催化氧化将⼆氧化硫氧化为三氧化硫2SO2＋O2催化剂加热2SO３分析：该反应是可逆反应，⼆氧化硫和氧⽓不能全部转化为三氧化硫。
该反应是放热反应，温度越⾼，反应速率越⼤，⼆氧化硫的转化率越⼩，⼯业上常⽤400~500℃⾼温的原因是在此温度下，催化剂活性强，反应速率快，可缩短到达平衡的时间，提⾼单位时间内SO3的产率。
该反应的正反应是⼀个⽓态物质计量数增⼤的反应，压强越⼤，反应速率越⼤，⼆氧化硫的转化率越⼤，⼯业上选⽤常压的原因是常压下平衡混合⽓体中SO3的体积分数已达91%，若再加压，对设备动⼒系统要求⾼，成本⾼，加压已⽆实际意义。
（3）三氧化硫转化为硫酸SO 3+H2O=H2SO 4分析：三氧化硫与⽔反应，放出⼤量的热，⽤⽔或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾，酸雾的形成不利于⽓体三氧化硫被进⼀步吸收，吸收速度慢，且吸收不完全。
为避免形成酸雾影响吸收效率，实际⽣产中⽤98%浓硫酸吸收三氧化硫，不⽤⽔或稀硫酸。