高中化学第1单元走进化学工业课题1化工生产过程中的基本问题第1课时作业新人教版选修
高中化学第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题作业新人教选修2
第一单元 课题1 化工生产中的基本问题一、选择题1. 下列说法正确的是( )A ．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B ．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C ．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D ．在2SO 2＋O 225V O 450℃2SO 3中，对“450 ℃”的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑答案：D解析：解答：在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应速率过高而对生产不利时，就要考虑施加负催化剂的问题。
分析：本题考查化学工艺原理选择中反应条件的判断，需要从反应速率和化学平衡以及生产实际等方面进行考虑。
2. 工业上制取硫酸，回收尾气中的废气常选用的试剂是( )。
A ．氨水B ．NaOHC ．H 2SO 3D ．H 2SO 4 答案：A解析：解答：用氨水吸收尾气中的SO 2，回收利用后还可生产化肥，且氨水价格较低。
分析：工业制硫酸的尾气是二氧化硫，属于酸性气体，应该用碱性物质吸收，并且需要考虑经济等社会效益。
3. 下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是( )A ．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化B ．焙烧硫铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物C ．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D ．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收答案：D解析：解答：A项中，炉化需要经过净化，除杂处理；B项中，锻炼FeS2时，铁元素和硫元素均被氧化；C项中，反应正向为放热反应，高温不利于SO3的合成。
分析：本题考查硫酸工业中的实际操作，熟练掌握硫酸工业中二氧化硫的制取、净化、催化氧化、三氧化硫的吸收等是解题的关键。
4. 下列关于实验室制取硫酸的说法中，错误的是( )A．实验室制取硫酸和化工厂制取硫酸原料相同，只有接触法反应中“设备”的大小不同B．二氧化硫与氧气在催化剂的表面上接触时发生反应，所以这种制硫酸的方法称为接触法制硫酸C．实验过程中所得尾气用水直接吸收后，滴入BaCl2溶液可检验H2SO4的生成D．本实验在通风橱中进行答案：A解析：解答：实验室制硫酸与化工厂制取硫酸的原料是不同的，工业制硫酸中使用的二氧化硫是煅烧硫铁矿或者是燃烧硫黄得到的，故A是错误的；B是接触法制硫酸的定义，故正确；在实验过程中尾气含有SO3和SO2，同时被水吸收后，溶液中存在SO42－、H2SO3，滴入BaCl2后，只有BaSO4可以形成沉淀，故可检验有H2SO4生成，C正确；本实验的尾气中含有二氧化硫气体，而二氧化硫有毒，所以实验应该在通风橱中进行，故D是正确的。
(新)高中化学第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题第1课时学案新人教版选修21
你想是如何的人，你就是如何的人；你想成为如何的人，你离这个目标就不会太远。
化工生产过程中的基本问题第 1 课时生产硫酸的基本流程【学习目标】1.依照化学反响原理知识，认识生产硫酸的基本流程。
2.认识硫酸工业生产中原料、厂址和规模的选择。
3.认识硫酸生产过程中反响条件的控制。
4.认识化学科学实验与化工生产的差别。
【要点难点】1.化工生产过程中的基本问题。
2.工业制硫酸的生产原理。
课前预习【情形资料】化工生产过程比较复杂，但一些最基本的问题是相像的，比如，任何化工生产都波及到传质（物料的流动）、传热（能员的传导）、传动（动力的传输）和化学反响器等。
依据课程标准的要求，将化学反响原理、反响发生的条件、原料的选择、三废的办理和能量的利用等作为化工生产过程中的基本问题，联合一些典型产品的生产过程，使学生对化工生产的基本过程有一个初步的认识。
【预习内容】依据教材相关内容填写以下空白：一、依照化学反响原理确立生产过程1.工业制备硫酸，要从以下几个方面考虑(1) 采纳的原料应当是自然界中的含物质，如、。
(2) 生产过程中，要先使硫元素转变为，再把转变为，再与水反响制得。
2. 工业制硫酸主要分、、个阶段(1)以 S 为原料制备 SO2化学反响方程式，（属反响）(2)利用催化氧化反庇将 SO2氧化成 SO3化学反响方程式，（属反响）(3)三氧化硫转变为硫酸化学反响方程式，（属反响）3.工业制硫酸主要生产流程二、生产中原料的选择工业生产某种化工产品，选择原料时，要从多方面虑，如、、原料、能源、工业用水的供给能力、储藏、运输、预办理成本及环境保护等。
(1) 从基建投资、加工花费及环保方面考虑，用制硫酸优于用制硫酸。
(2) 我国天然硫资源，并且开采条件。
(3) 我国黄铁矿储量比天然硫要。
(4) 硫黄制硫酸比黄铁矿制硫酸生产流程、设施、三废少，劳动生产率，易于设施。
(5) 因为原料多需入口，硫黄制硫酸成本比黄铁矿制硫酸 。
高中化学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第1课时2化学
生产原料 ,综合分析 ,A 项正确。生产中对矿石进行粉碎,可增大原料
之间的接触面积 ,从而增大反应速率,B 项正确。 C 项 ,从硫酸生产的
SO2
SO3
H2SO4),有两个反应要消耗氧
三个反应看 (FeS2
气 ,故生产中可采用通入过量空气的方法来提高 FeS2 和 SO2 的转化
C.把黄铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率
D.该反应采用(cǎiyòng)400~500 ℃温度主要是因为该温度下催化剂活性最好
解析:工业生产硫酸时使用的催化剂是V2O5,而不是铁粉。
答案:A
第十六页，共三十二页。
二、
SO2 催化氧化适宜条件的选择
知识精要
1.SO2 催化氧化生成 SO3 的反应是一个气体总体积减小的可逆
0.7%,变化不大。而压强增大 100 倍,需要对设备的材料、动力、能
源等都作相应的提高,即要增大成本投入。(3)使用催化剂只能改变
化学反应的速率,改变反应到达平衡的时间,不能使化学平衡发生移
动,即对 SO2 的转化率不产生影响;而在一定条件下,化学反应放出
的热量与参加反应的反应物的量成正比,因 SO2 的转化率不变,所以
化学平衡移动原理、热交换原理、逆流原理
第十一页，共三十二页。
思考探究
1.从综合效益出发,我国生产硫酸首先需要考虑哪些方面的问
题?
答案:(1)从基建投资、加工费用及环保方面考虑,用硫黄制硫酸
的装置优于用黄铁矿制硫酸。
(2)我国天然硫资源缺乏,而且开采条件比较复杂。
(3)我国黄铁矿储量比天然硫黄要大。
预习交流 4
对于反应:2SO2(g)+O2(g)
高中化学 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习题 新人教版选修2(2021年
高中化学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习题新人教版选修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中化学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习题新人教版选修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中化学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习题新人教版选修2的全部内容。
第1单元课题1化工生产过程中的基本问题1．最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质C．在化工生产中，不使用任何化学物质D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂2．下列说法正确的是( ）A．合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气B．进入接触室的气体,必须先经净化、干燥C．从沸腾炉中排出的炉渣可以作为肥料D．在高温、高压下由SO2和O2合成SO3 3．下列物质的制备,符合工业生产实际的是（）A．将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉B．用离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气C．将氢气和氯气混合后点燃，产物用水吸收制备盐酸D．将SO2和O2的混合气加高压后，通过接触室,制备SO34．欲除去CO2气体中含有的SO2气体,应选用的试剂是A.品红B．NaHCO3饱和溶液C．Na2CO3溶液D．烧碱溶液5．有关二氧化硫的叙述正确的是（）A．二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色B．接触法制硫酸的沸腾炉排出的炉气中含SO2C．实验室可用启普发生器制取二氧化硫D．用石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫6．关于反应2SO2＋O 22SO3，在一定条件下达到平衡状态，再加入一定量的18O2，则建立新平衡时，含有18O的物质是（假定原平衡体系中不含18O)( ）①二氧化硫②氧气③三氧化硫A．①② B．②③C．①②③ D．①③7．（2011年泰安月考)接触法制硫酸的沸腾炉出来的炉气必须经过净化处理，其正确过程是( )A．洗涤、干燥、除尘 B．干燥、除尘、洗涤C．除尘、洗涤、干燥 D．除去硒和砷的化合物8．有关硫酸工业综合经济效益的说法中,正确的是( )A．甲地有丰富的硫铁矿资源，水源、能源充足，交通便利，是风景秀丽的旅游胜地，虽然当地使用硫酸的工业不多，但为提高当地经济效益宜建硫酸厂B．为减少SO2对空气的污染，可以建筑高烟囱,使含 SO2的尾气在高空扩散稀释，保证地面达到安全浓度C．硫酸生产过程排放的污染物主要是含SO2的尾气、固体残渣、废酸和废水等D．选择硫酸厂厂址时,当经济利益与环保问题有冲突时，为提高人们的物质生活水平,应先考虑经济利益的问题9．你认为减少酸雨的途径可以采取的措施是（)①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤10．治理“三废”，保护环境，最主要的方法是( ）A．减少污染严重的工厂B．把“三废”深埋C．提高认识D．变废为宝，综合利用11．在工业生产硫酸中,在吸收塔内用来吸收三氧化硫的是A．H2O B．稀H2SO4C．浓H2SO4 D．NH3·H2O 12．工业上生产硫酸，回收尾气中SO2气体,选用的试剂是A．NH3·H2O B．NaOHC．Ca（OH)2 D．浓H2SO413．下列说法正确的是（)A．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D．在2SO2＋O 22SO3中,对“450 ℃"的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑14．(2011年枣庄质检)把1.0 g含脉石(SiO2）的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全后得0。
高中化学 第一单元 走进化学工业 课题1 化学生产过程中的基本问题学案 新人教版选修2
课题1 化工生产过程中的基本问题名师导航知识梳理1.化工生产过程中的基本问题（1）生产过程：化工生产以_________为依据，以_________为基础，任何生产的完成都要符合_________规律。
如从原料到产品必须遵循元素种类守恒、元素原子个数守恒、氧化还原规律、能量守恒规律、化学_________理论及化学_________理论等。
（2）原料选择：综合考虑_________原理、_________选择、原料、能源、工业用水、存贮、运输、预处理、环保等因素。
（3）条件控制：根据_________特征（如可逆性、热效应、体积变化等）、_________原理（如能量守恒、质量守恒、化学平衡、化学反应速率）来综合考虑温度、浓度、压强、催化剂的使用及物质的聚集状态等。
（4）三废处理：根据生产中的_________、_________及_________的性质决定回收、吸收及无害化处理排放等事宜。
（5）能量利用：根据反应的___________、热值、热容决定___________、废热利用方式等。
2.硫酸的工业生产（1）用三句话概括：①燃烧硫或硫铁矿制；②SO2在适当的温度和催化剂作用下氧化SO3；③SO3与水转成H2SO4。
（2）写出三个主要反应：①4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2②2SO2+O22SO3③SO3+H2O====H2SO4。
（3）反应分为三个阶段：①____________；②接触氧化；③SO3吸收。
（4）三种主要设备：①____________；②接触室；③吸收塔。
（5）三种主要杂质：①矿尘；②砷与硒化合物；③水蒸气。
（6）三种净化方法：①除尘；②洗涤；③干燥。
（7）接触氧化的三个适宜条件：①压强用___________压；②温度用____________—____________℃；③催化剂用V2O5。
（8）产生的三废：①废气主要是；②废水主要含；③废渣含铁量较高。
高中化学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课时演练含解析新人教版选
学习资料课题1 化工生产过程中的基本问题1．有关接触法制硫酸的叙述不正确的是( ）A．硫黄和硫铁矿均可作为生产原料B．将矿石粉碎，是为了提高矿石的利用率C．反应中通入过量的空气是为了提高FeS2和SO2的转化率D．从吸收塔出来的硫酸经浓缩后可以变成发烟硫酸解析：A项，理论上，可转化成SO2的任何含硫物质均可作为硫酸的生产原料（如S、FeS、FeS2、H2S等)，但在生产实践中，应选取那些储量大、矿质品位高、资源丰富、便于开采和加工的矿物作为化工原料.综合分析，A正确。
B项，生产中对矿石进行粉碎，既可增大原料之间的相对接触面积（增大反应速率)，又可提高原料的利用率（转化率),故B正确。
C项，从硫酸生产的三个反应看（FeS2错误!SO2错误!SO3错误!H2SO4)，有两个反应要耗用氧气，故生产中可采用通入过量空气的方法来提高FeS2和SO2的转化率[炭炉炉气中φ(SO2）＝7%,φ（O2)＝11％，O2明显过量],故C正确。
D项，在吸收塔中,是用98。
3%的浓硫酸吸收SO3，所得到的是“发烟硫酸”，可用水或稀硫酸稀释，制得各种浓度的硫酸，故D错误。
答案：D2．下列关于实验室制取硫酸的说法中，错误的是（）A．实验室制取硫酸和化工厂制取硫酸原料相同,只有接触法反应中“设备”的大小不同B．二氧化硫与氧气在催化剂的表面上接触时发生反应，所以这种制硫酸的方法称为接触法制硫酸C．实验过程中所得尾气用水直接吸收后，滴入BaCl2溶液可检验H2SO4的生成D．本实验在通风橱中进行解析：实验室制硫酸与化工厂制取硫酸的原料是不同的，工业制硫酸中使用的二氧化硫是煅烧硫铁矿或者是燃烧硫黄得到的，故A是错误的；B是接触法制硫酸的定义，故正确；在实验过程中尾气含有SO3和SO2,同时被水吸收后，溶液中存在SO2－，4、H2SO3，滴入BaCl2后，只有BaSO4可以形成沉淀,故可检验有H2SO4生成，C正确；本实验的尾气中含有二氧化硫气体,而二氧化硫有毒，所以实验应该在通风橱中进行，故D是正确的.答案：A3．工业上制取硫酸，回收尾气中的废气常选用的试剂是（)A．氨水 B．NaOH C．H2SO3D．H2SO4解析:用氨水吸收尾气中的SO2，回收利用后还可生产化肥,且氨水价格较低。
(新)高中化学第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题1学案新人教版选修21
你想是如何的人，你就是如何的人；你想成为如何的人，你离这个目标就不会太远。
第一单元走进化学工业课题1化学生产过程中的基本问题1三点分析一、硫酸工业的反响原理及生产过程1. 造气 ====SO2的生成S(s)+O 2(g) 点燃SO2(g)( 放热反响 )或 4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO22. 催化氧化 ====SO2转变成 SO32SO(g)+O2(g)2SO(g)( 放热反响 )33. 汲取 ====SO3转变成 H2SO4SO(g)+H O(l)====H SO(l)( 放热反响 ) 3224【例1】在硫酸的工业制法中，以下生产操作与说明生产操作的主要原由都正确的选项是()A.硫铁矿焚烧前要粉碎，因为大块的硫铁矿不可以焚烧B.从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的SO2会与杂质反响C.SO2氧化为 SO3时需使用催化剂，这样能够提高SO2的转变率D.SO3用 98.3%的浓 H2SO4汲取，目的是防备形成酸雾，以便使SO3汲取完整分析：将硫铁矿粉碎使焚烧速率更快、反响更充分；净化SO2的主要目的是防备催化剂中毒；催化剂只好提高反响速率，不可以提高SO2的转变率。
答案： D二、接触法制硫酸波及原理1.化学均衡原理的应用： SO2的催化氧化中，为了加速反响速率，加热并使用催化剂，但温度过高时不利于均衡向生成SO3的方向挪动；增添O2的用量，能够提高价钱较高的SO2的转变率；不采纳高压是因为高压需要耗费动力，对设施技术要求也较高，何况在常压条件下 SO2的转变率已经较高。
2.逆向汲取或传热原理的应用：热互换器中冷气体与热气体逆向流动，有益于提高热互换效率；汲取 SO3时，浓硫酸与 SO3逆向运转，有益于汲取完整。
【例 2】在硫酸工业中，经过以下反响使SO2氧化成 SO3：2SO(g)+O 2(g)2SO3(g) ；H=-213.8kJ ·mol -1(1) 在生产中，常用过度空气是为了_________________________ 。
高中化学 第1单元课题1 化工生产过程中的基本问题课时作业同步导学 新人教版选修2
第1单元课题1(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数，下列名词与环境污染无关的是( )①温室效应②赤潮③酸雨④光化学污染⑤臭氧层空洞⑥水俣病⑦潮汐⑧大脖子病A．①②B．⑦⑧C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦【解析】①③④⑤属于大气污染，②⑥属于水污染，潮汐是一种自然现象，大脖子病是因人体缺乏碘元素造成的，所以⑦⑧不属于环境污染。
【答案】 B2．关于反应2SO2＋O2催化剂△2SO3，在一定条件下达到平衡状态，再加入一定量的18O2，则建立新平衡时，含有18O的物质是(假定原平衡体系中不含18O)( )①二氧化硫②氧气③三氧化硫A．①② B．②③C．①②③ D．①③【解析】因该反应可逆，18O2不能彻底转化，部分进入SO3中，同时SO3逆向分解，部分18O进入SO2中，故三种物质均有18O。
【答案】 C3．下列说法正确的是( )A．在设计化工生产的化学反应条件时，只要将化学反应的特点和化学反应理论相结合进行全面分析就没问题了B．在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应的速率很高，就不需要考虑催化剂的问题C．在现代工业上将二氧化硫氧化为三氧化硫的适宜条件是高温、高压和催化剂D．在2SO2＋O2V2O5450 ℃2SO3中，对“450 ℃”的选择，来自对反应物性质和催化剂性质的综合考虑【解析】在设计化工生产的化学反应条件时，若化学反应速率过高而对生产不利时，就要考虑施加负催化剂的问题。
【答案】 D4．(2009年天津质检)下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是( )A．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化B．焙烧硫铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物C．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收【解析】A项中，炉化需要经过净化，除杂处理；B项中，锻炼FeS2时，铁元素和硫元素均被氧化；C项中，反应正向为放热反应，高温不利于SO3的合成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生产硫酸的基本流程一、依据化学反应原理确定生产过程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条件下进行解析:三个化学反应都是放热反应;三个反应中只有SO2SO3需使用催化剂;SO3H2SO4在常温下进行,且是非氧化还原反应。
答案:B2.关于工业制硫酸的叙述中,不正确的是( )A.造气阶段排出的炉气必须净化,主要目的是防止催化剂中毒B.SO2被氧化成SO3时反应是在催化剂表面进行的C.黄铁矿粉碎成细小矿粒,燃烧快、反应完全,提高了原料的利用率D.SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收,可防止形成酸雾并使SO3吸收完全解析:生产中对矿石进行粉碎,增大了原料之间的接触面积,增大了反应速率,可提高原料的利用率(转化率);SO3用98%的硫酸吸收而不用稀硫酸或水吸收,可防止形成酸雾,使SO3吸收完全。
答案:D二、生产中原料的选择3.工业制硫酸中,进入催化反应室的气体必须预先净化、干燥,其主要原因是( )A.防止催化剂中毒B.提高反应速率C.提高SO2转化率D.防止环境污染解析:因为炉气中的砷、硒化合物和矿尘使催化剂中毒,影响产率,所以必须预先净化、干燥,选项A正确。
答案:A4.有关工业制硫酸,下列说法中不正确的是( )A.硫黄或黄铁矿均可作原料B.SO2转化为SO3,需在催化剂和加热条件下进行C.SO3可用水直接吸收D.热交换装置可使生成的气体冷却,并对原料气体加热解析:SO3用水吸收易形成酸雾,不利于SO3的吸收,工业上常用98%的硫酸吸收SO3。
答案:C三、生产中反应条件的控制5.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的原因都正确的是( )A.黄铁矿燃烧前需将矿粒粉碎,这样易于投料B.炉气进入催化反应室之前需要净化、干燥,因为炉气中的杂质易与SO2反应C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可提高SO2的转化率D.催化反应室的反应温度控制在400~500 ℃,因为在这个温度范围内,反应速率和SO2的转化率都比较理想,且催化剂的活性也较高解析:题中所提到的对工业制硫酸采取的生产操作都是正确的。
但黄铁矿需粉碎的原因是为了增大矿粒与空气的接触面积,使其燃烧得更快、更充分,从而提高黄铁矿的利用率;进入催化反应室前炉气必须净化、干燥,是因为炉气中的一些杂质会使催化剂中毒,使催化剂丧失活性,同时防止炉气中的水蒸气和SO2生成酸而腐蚀管道;SO2转化为SO3时使用催化剂是为了缩短到达平衡的时间,但它不能影响化学平衡的移动,不影响SO2的转化率大小;催化反应室控制反应的温度在400~500 ℃,这是综合考虑了催化剂的活性、反应速率及SO2的转化率等因素而确定的,故D项正确。
答案:D6.下列说法中正确的是( )A.合成硫酸的工业尾气可以直接排入大气B.进入催化反应室的气体,必须先经净化、干燥C.造气流程排出的炉渣可以作为肥料D.在高温、高压下由SO2和O2合成SO3解析:尾气中含有大量SO2、SO3有害气体,直接排入大气易形成酸雨,故A项错误;炉渣可以作炼铁原料及制水泥、制砖原料,不能用作肥料,故C项错误;SO2与O2反应的条件应该是高温、常压,故D项错误;为了防止催化剂中毒,进入催化反应室的气体必须先经净化、干燥,故B 项正确。
答案:B7.工业制硫酸采用逆流的主要目的是( )①矿石充分燃烧②催化反应室中预热反应气体和冷却生成气体③吸收SO3时形成酸雾少④提高原料的利用率和产品的产率A.①②B.②④C.③④D.④解析:由于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,其正反应为放热反应,逆流操作后,可使温度下降,提高SO2的转化率,同时预热反应物,提高催化剂的催化活性。
答案:B8.在硫酸的工业制法中,下列生产操作与生产操作的主要原因两者都正确的是( )A.黄铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能燃烧B.SO3用98%的硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以便SO3吸收完全C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可以提高SO2的转化率D.造气阶段产生的炉气需净化,因为炉气中SO2会与杂质反应解析:黄铁矿粉碎的目的是使矿石燃烧充分,提高原料利用率;使用催化剂不能使化学平衡移动,不能提高SO2的转化率;对造气阶段产生的炉气进行净化的目的是防止杂质使催化剂中毒。
答案:B9.以黄铁矿为原料,生产硫酸的流程可简示如下:请回答下列问题:(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为;(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气、及干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是;(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。
在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B点或C点对应的反应条件,其原因分别是;(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是、, 从而充分利用能源。
解析:(2)煅烧黄铁矿制得的炉气中含有矿尘、砷和硒等的化合物、水蒸气;应对炉气进行除尘、水洗和干燥,避免催化剂中毒。
(3)从图可知,在低温下进行时SO2的平衡转化率较高,但低温时催化剂的活性不高,反应速率慢,实际生产中采用400~500 ℃的温度。
由图可知,在高压下进行时SO2的平衡转化率较高,但增大压强时SO2的转化率提高不大,且加压会增大成本和能量消耗,而常压下的转化率已很高,故实际生产中采用常压操作。
(4)SO2和O2的反应为放热反应,而经净化后的炉气需要加热,故可通过热交换器,对冷的SO2、O2加热,达到充分利用能源的目的。
答案:(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)除尘水洗矿尘、砷、硒等化合物会使催化剂中毒,水蒸气对设备和生产有不良影响(3)不选B点,因为压强越大对设备的投资越大,消耗的能量越大;450 ℃时,SO2原料的转化率在0.1 MPa下的转化率已达到97%左右,再提高压强,SO2的转化率提高得很小,所以采用0.1 MPa不选C点,因为温度越低,SO2的转化率虽然更高,但催化剂的催化作用会受影响,450 ℃时,催化剂的催化效率最高。
故选择A点,不选C点(4)利用反应放出的热量预热原料气体上层反应气体经热交换器温度降到400~500 ℃进入下层使反应更加完全(建议用时:30分钟)1.以下有关工业生产硫酸的论述错误的是( )A.为提高反应速率和原料利用率,黄铁矿要在“沸腾”状态下燃烧B.为防止催化剂中毒,气体在进入催化反应室前要先净化C.催化反应室中热交换装置的主要作用是预热未反应的气体和冷却反应后的气体D.吸收塔中SO3从下而上,水从上而喷下,剩余气体从上部排出答案:D2.工业生产硫酸时,造气阶段产生的炉气必须经过净化处理,其正确过程是( )A.洗涤、干燥、除尘B.干燥、除尘、洗涤C.除尘、洗涤、干燥D.除去硒和砷的化合物解析:通入催化反应室的气体必须先净化,因为炉气中含二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等。
砷、硒化合物和矿尘会使催化剂中毒,水蒸气对生产设备有不良影响。
因此炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。
干燥在净化过程中一般放在最后,故C正确。
答案:C3.在工业制硫酸的过程中有以下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,下列说法中错误的是( )A.生产中通入过量的空气,可以提高二氧化硫的转化率B.生产中选择400~500 ℃,不仅能加快反应速率,而且催化剂的活性好C.根据实际情况在生产中选择常压,可以提高综合经济效益D.在催化反应室被氧化生成的三氧化硫,进入吸收塔被水吸收制成硫酸解析:用水吸收三氧化硫容易形成酸雾,应用98%的硫酸吸收三氧化硫。
答案:D4.用浓硫酸吸收SO3可得到H2SO4·1.5SO3,若用1 kg 98%的硫酸充分吸收SO3后,再进行稀释,可得98%的硫酸( )A.2.78 kgB.2.6 kgC.2.42 kgD.2.22 kg解析:此题注意吸收剂为98%的硫酸而非纯硫酸,且水吸收SO3后产物还能吸收SO3,只有这样全面考虑,方可正确作答。
如无B的干扰,可直接选大于2.5 kg的A项。
此题可以硫守恒为依据推导,即m(98% H2SO4)=,解得m(98%H2SO4)≈2.78 kg。
答案:A5.有关二氧化硫的叙述正确的是( )A.二氧化硫不能使溴水、高锰酸钾溶液迅速褪色B.硫酸工业中造气阶段的炉气中含SO2C.实验室可用启普发生器制取二氧化硫D.用澄清石灰水很容易区分二氧化碳和二氧化硫解析:SO2具有还原性,能使溴水、高锰酸钾溶液褪色,故A错。
启普发生器的适用范围是块状固体与液体不加热制气,而制备SO2用的Na2SO3为粉末,故不能用启普发生器制取,故C错。
SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,故D错。
造气阶段发生4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2的反应,排出的炉气含SO2,故B正确。
答案:B6.硫酸工业生产中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1。
已知常压下SO3的体积分数为91%,试回答下列问题:(1)在生产中常用过量的空气是为了。
(2)加热到450 ℃是由于:。
(3)压强应采用(填“加压”“常压”或“减压”),原因是。
(4)尾气中的SO2常用氨水等碱溶液吸收,因为。
解析:工业生产中常增加某一廉价反应物的浓度,以提高另一反应物的转化率。
硫酸工业生产中通入过量空气是为了使平衡向正反应方向移动,提高SO2的转化率,使成本较高的SO2得到较充分地利用。
温度的选择不仅要从反应的限度考虑,更要考虑反应的速率和催化剂的活性。
450 ℃时催化剂的活性较高,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需的时间,提高单位时间的产量。
压强的选择主要考虑平衡的移动、设备及动力系统等方面的因素。
虽然增大压强可提高该反应中SO2的转化率,但在常压下SO3的体积分数已达91%,而增大压强对设备、动力系统要求高。
成本增大,不合算,故工业生产中采用常压。
答案:(1)使平衡向正反应方向移动,提高SO2的转化率,使成本较高的SO2得到较充分地利用(2)450 ℃时,催化剂的活性较高,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需的时间,提高单位时间的产量(3)常压常压下SO3的体积分数已达91%,而增大压强对设备、动力系统要求高,成本增大,综合经济效益降低(4)NH3+H2O+SO2NH4HSO3,即氨水吸收SO2生成NH4HSO3,避免污染环境7.下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的,用于探究工业上为何采用98%的硫酸吸收三氧化硫。