人教版高中化学选修2(全册知识点考点梳理、重点题型分类巩固练习)(基础版)(家教、补习、复习用).doc

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人教版高中化学选修二

知识点梳理

重点题型（常考知识点）巩固练习

化工生产过程中的基本问题

【学习目标】

1、认识工业上生产硫酸的反应原理；

2、以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题；

3、认识平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。

【要点梳理】

【炔烃和气态烃燃烧#化学性质】

要点一、接触法制硫酸

1．化学原理：

造气接触氧化S(s)+O2(g)==SO2(g)；ΔH=—279kJ·mol—1

造气

接触氧化

4FeS2(s)+11O2(g)==2Fe2O3(s)+8SO2(g)；ΔH=—3412kJ·mol—1

催化剂加热2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=

催化剂

加热

2SO2(g)+O2(g)

SO3

SO3(g)+H2O(l)==H2SO4(l)；ΔH=—130.3kJ·mol—1

2．原料：黄铁矿（主要成分是FeS2）（或者硫）、空气、98.3%的H2SO4。

3．主要设备：①沸腾炉（制取SO2的设备，用硫作原料不用此设备，我国现在还主要用黄铁矿为原料制H2SO4）；②接触室（制取SO3的设备）；③吸收塔（制取H2SO4的设备）。

4．生产工艺流程：

浓硫酸

沸腾炉接触室吸收塔2尾气SO2、O2、N

沸腾炉

接触室

吸收塔

2

炉气净化SOO

炉气净化

SOON

SOSOON

2、2、2

3、2、2、2

供稀释用硫酸

要点诠释：硫酸生产过程中三设备的两进两出；每套设备都有两进两出。

（1）沸腾炉

两进：黄铁矿进口和空气进口。

两出：矿渣出口和炉气出口（炉气成分：SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，砷、硒等的化合物及矿尘等）。

（2）接触室

两进：冷反应混合气进口（主要成分：SO2、O2、N2等）和经过预热的热反应混合气进口（主要成分：SO2、O2、N2等）。

两出：经过热交换器预热的热反应混合气出口（主要成分：SO2、O2、N2等）和反应后混合气出口（主要成分：SO3、SO2、O2、N2等）。

（3）吸收塔

两进：混合气进口（主要成分：SO3、SO2、O2、N2等）和98.3%的H2SO4进口。

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两出：供稀释用硫酸出口（主要成分：H2SO4、SO3）和尾气出口（主要成分：SO2、O2、N2等）。

5．SO2接触氧化适宜条件的选择

（1）温度：SO2接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断可知，此反应在温度较低的条件下进行最为有利。但是，温度较低时催化剂活性不高，反应速率低，从综合经济效益来考虑，对生产不利。在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，因为在这个温度范围内，反应速率和SO2的平衡转化率（93.5%~99.2%）都比较理想。

（2）压强：SO2的接触氧化也是一个总体积缩小的气体反应。增大气体压强，能相应提高SO2的平衡转化率，但提高得并不多。考虑到加压必须增加设备，增大投资和能量消耗，而且在常压下，400～500℃时，SO2的平衡转化率已经很高，所以硫酸工厂通常采用常压进行操作，并不加压。

（3）催化剂：主要含五氧化二钒（V2O5），俗称矾触媒。

2接触氧化适宜条件：温度：400～500℃（反应速率快，催化剂活性高）；压强：常压（常压下，SO转化率

2

已很高，无需加压）；催化剂：五氧化二钒（V2O5）。

要点诠释：催化剂在使用中会因各种因素而失去活性，其中重要的一个因素就是中毒。催化剂中毒的原因有几种可能，原料中所含的少量杂质，或是强吸附（多为化学吸附）在活性中心上，或是与活性中心起化学作用，变为别的物质，都能使活性中心中毒。另外，反应产物中也可能有这样的毒物；在催化剂的制备过程中，载体内所含的杂质与活性组分相互作用，也可能毒化活性中心。中毒不仅影响催化剂的活性，造成催化剂的活性下降，也影响催化剂的选择性。

6．硫酸的用途

硫酸是化学工业中重要产品之一，是许多工业生产所用的重要原料。硫酸常列为国家主要重工业产品之一。硫酸的用途十分广泛。主要有下列几方面：

化肥工业：硫酸与氨反应生成硫酸铵（肥田粉），与磷矿粉反应生成过磷酸钙，每生产1t硫酸铵要消耗750kg硫酸；1t过磷酸钙要消耗360kg硫酸。近年来，已逐渐用其他氮肥如尿素、碳酸氢铵、氨水、硝酸铵等代替硫酸铵，使硫酸用于生产氮肥的用量有所减少，但硫酸用于磷