高考化學(xué)新課標(biāo)一輪總復(fù)習(xí)課件：14-第3講化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)-文庫吧
2024-12-24 13:32 本頁面
【正文】 的原料便宜； (3)制造合成洗滌劑的主要原料是石油裂解產(chǎn)品 (烷烴 、 苯 )， 而制造肥皂的主要原料是油脂； (4)合成洗滌劑在自然界中不易被細(xì)菌分解 ， 大量使用造成了水體污染 ， 尤其含磷洗滌劑造成水體富營養(yǎng)化 。 4． 精細(xì)化學(xué)品及其生產(chǎn)特點 (1)精細(xì)化學(xué)品具有品種多 、 批量小 、 產(chǎn)值高等特點 。 (2)精細(xì)化工具有技術(shù)密集 、 附加值高等特點 ， 主要體現(xiàn)在精細(xì)化學(xué)品研發(fā)階段投資高 、 生產(chǎn)工藝流程長 、 原料多 、 反應(yīng)復(fù)雜和條件要求嚴(yán)格等方面 ， 還具有技術(shù)保密性強 、 專利壟斷性強等特點 。 點 考 突 破 有 的 放 矢 輕 松 備 考 1 ．三原料：硫磺 ( 或黃鐵礦 ) 、空氣、水 2 ．三階段和三反應(yīng) ( 1) 造氣： S ( s ) ＋ O2( g) == = S O2( g) Δ H ＝－ 297 k J/m ol 4F e S2( s ) ＋ 1 1O2( g) == = 2F e2O3( s ) ＋ 8 S O2( g) Δ H ＝－ 3 41 2 k J/m ol ( 2) 接觸氧化： 2S O2( g ) ＋ O2( g)催化劑2S O3( g) Δ H ＝－ 196 .6 k J/m ol 3．三設(shè)備：沸騰爐、接觸室、吸收塔 ( 3) 三氧 化硫的吸收： SO 3 ( g) ＋ H 2 O( l ) == =H 2 SO 4 ( l ) Δ H ＝－ 13 0. 3 k J/m ol 4． 三工藝： (1)熱交換； (2)逆流操作； (3)原料的循環(huán)利用 。 5． 三條件 (1)溫度： 400～ 500 ℃ ， 根據(jù)平衡移動原理 ， 應(yīng)在低溫下進(jìn)行 ， 但低溫時催化劑的活性不高 ， 反應(yīng)速率低 ， 實際生產(chǎn)中采用 400～ 500 ℃ 的溫度 。 (2)常壓：根據(jù)平衡移動原理 ， 應(yīng)在高壓下進(jìn)行 ， 但增大壓強對 SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大 ， 且加壓會增大成本和能量消耗 ， 而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高 ， 實際生產(chǎn)采用常壓操作 。 (3)適當(dāng)過量的空氣：目的是提高 SO2的轉(zhuǎn)化率 。 (2)能量的充分利用 硫酸生產(chǎn)中的反應(yīng)熱可用于預(yù)熱即將參加反應(yīng)的 SO2， 還可以由硫酸廠向外界輸出大量能量 (供熱發(fā)電 )。 6 ． “ 三廢 ” 處理和能量綜合利用 ( 1) “ 三廢 ” 處理方法 ① 尾氣吸收： SO2＋ C a( OH )2== = C aS O3＋ H2O ， C aS O3＋ H2SO4== = C aS O4＋ SO2↑ ＋ H2O 。 ② 廢水處理：根據(jù)雜質(zhì)性質(zhì)的不同，采用不同的化學(xué)方法，如酸堿中和法、重金屬離子沉淀法。 ③ 廢渣利用：制磚或制造水泥，提煉貴重有色金屬。 二 、 化學(xué)原理在 H2SO4生產(chǎn)中的應(yīng)用 1． 增大反應(yīng)速率的措施 (1)升高溫度； (2)使用催化劑； (3)燃料在沸騰爐中燃燒時 ， 使原料粉碎 ， 增大與空氣的接觸面積 。 2． 逆流原理的應(yīng)用 沸騰爐中原料從爐頂落下 ， 熱空氣從爐底吹入 ， 使原料與助燃?xì)怏w充分接觸 ， 反應(yīng)進(jìn)行徹底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷環(huán) (片 )， 濃硫酸從塔頂噴下 ， 三氧化硫氣體從塔底吹入 ， 提高吸收程度 。 3 ．熱交換原理的應(yīng)用 由于 2S O 2 ＋ O 2 2S O 3 是放熱反應(yīng)，在接觸室內(nèi)使用熱交換器，用反應(yīng)后熱的氣體預(yù)熱接觸室 的原料氣，達(dá)到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。 4 ．循環(huán)操作和原理的應(yīng)用 由于 2S O 2 ＋ O 2 2S O 3 是可逆反應(yīng)，尾氣中還有一定的 SO 2和 O 2 ，再通過一定措施將這部分氣體送回接觸室，提高原料利用率，同時減少廢氣排放。 [例 1]以黃鐵礦為原料，采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下： 請回答下列問題： (1)在爐氣制造中 ， 生成 SO2的化學(xué)方程式為 _________。 (2)爐氣精制的作用是將含 SO2的爐氣 ________、 ________及干燥 ， 如果爐氣不經(jīng)過精制 ， 對 SO2催化氧化的影響是__________________________________________________。 (3)精制爐氣 (含 SO2體積分?jǐn)?shù)為 7%、 O2為 11%、 N2為 82%)中 SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如下圖所示 。 在實際生產(chǎn)中 ，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓 、 450 ℃ 左右 (對應(yīng)圖中 A點 )，而沒有選擇 SO2轉(zhuǎn)化率更高的 B或 C點對應(yīng)的反應(yīng)條件 ， 其原因分別是 __________________________________________、 ________________________________________________。 (4)在 SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是 _______、_________________，從而充分利用能源。 [解析 ](2)煅燒黃鐵礦制得的爐氣中含有礦塵、砷、硒等的化合物，水蒸氣；應(yīng)對爐氣進(jìn)行除塵、水洗和干燥，避免催化劑中毒。 (3)由圖可知，該反應(yīng)在低溫下進(jìn)行 SO2轉(zhuǎn)化率高，但低溫時催化劑的活性不高，反應(yīng)速率低，實際生產(chǎn)中采用 400～500 ℃ 的溫度。在高壓下進(jìn)行也有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行，但增大壓強對 SO2
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