硫酸工业第一课时 接触法制硫酸(公开课)

第五章 接触法制硫酸（第一课时）

授课教师：包承幸

班级 姓名 学号

【考纲要求】

1.掌握接触法制硫酸的化学反应原理，并了解其生产过程和几个典型设备。

2. 理解接触氧化反应条件的选择原理，加深对化学反应速率和化学平衡知识的理解。

3. 理解硫酸工业的有关计算。

教与学方案

【自学反馈】

一、生产原理

Ⅰ．讨论1：考虑原料和成本等因素，你认为工业合成硫酸的途径如何, 请同学们根据所学过的硫及其氧化物知识，讨论怎样制取硫酸及生产硫酸的原理。

Ⅱ、请写出由S 生成H 2SO 4的化学反应方程式。

Ⅲ、接触法制硫酸的过程和原理：

（1）造气： （在 中进行）；

（2）接触氧化： （在 中进行）；

（3）SO 3的吸收： （在 中进行）。

Ⅳ、讨论2：①焙烧黄铁矿的炉子为什么叫沸腾炉？②为什么要将黄铁矿粉碎成细小矿粒？ ③为什么要从炉底通入强大空气流？ ④为什么燃烧黄铁矿不需要多加燃料？

Ⅴ、思考延伸1：炉气的主要成分是什么？为什么对炉气进行净化和干燥处理？

Ⅵ、讨论3：SO2转化成SO3的反应特点是什么？结合化学反应速率和化学平衡知识，从综合经济效益考虑：SO 2接触氧化反应应在什么条件下进行有利?

Ⅶ、思考延伸2：接触室中热交换器的作用? 从接触室出来的气体成分是什么？

Ⅷ、讨论4：吸收三氧化硫为什么不用水和稀硫酸，而用98.3%的浓硫酸？浓硫酸为什么必须从塔顶喷下？

【例题解析】

[例1]在硫酸工业生产中，为了有利于SO 2的转化，且能充分利用热能，

采用了中间有热交换器的接触室（如右图），图中在a 、b 、c 处流入或流

出的气体正确的是（ ）

A ．a 处SO 2、N 2 B．b 处SO 2、O 2、N 2

C ．a 处SO 3、O 2 D ．c 处SO 3、N 2

[例2]在接触法制硫酸的工业生产中，下列生产操作及其原因解释二者都正确的是（ ）

A ．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为块状硫铁矿不能燃烧

B ．SO 2氧化为SO 3时需要高压，这样可以提高SO 2的转化率

C ．SO 2氧化为SO 3时需要使用催化剂，这样可以提高SO 2的转化率

D ．用98.3%的浓H 2SO 4吸收SO 3，可以防止形成酸雾阻碍SO 3的吸收

二、硫酸工业总结（请据所学知识，填写一下表格）

三、针对训练

A ．基础训练

1．我国在接触法制硫酸过程中，普遍采用制SO 2的方法是[ ]

A．燃烧硫 B．燃烧Fe 2S 3

C．燃烧FeS 2 D．燃烧CuFeS 2

2．从沸腾炉中出来的炉气中含有能使催化剂中毒的物质是[ ]

A ．SO 2 B．N 2 C．砷化物 D．水蒸气

3．接触法制硫酸的尾气中含有的大气污染物是 [ ]

A ．H 2S B．CO 2 C．SO 3 D．SO 2

4．在接触法制硫酸过程的各步反应中，等物质的量的反应物发生电子转移最多的是 [ ]

A ．FeS 2 B．O 2 C ．SO 2 D ．SO 3

5．接触法制硫酸时，由沸腾炉导出的炉气必须经除尘、洗涤、干燥等净化过程，其理由是 [ ]

A ．杂质与矿尘会使催化剂中毒 B．水蒸气对设备和生产有不良影响

C ．可提高原料的利用率 D．可制取浓硫酸

6．在4FeS 2+11O2

2Fe2O 3+8SO2的反应中，被氧化的元素是 [ ]

A ．只有铁 B．只有硫

C ．铁和硫 D．氧和铁

7．用质量分数为98.3％的浓 吸收 的理由是[ ]。

吸收 A ．用水吸收放出的热量多，影响吸收，应用浓

B ．用浓

C ．用浓 吸收不形成酸雾，吸收干净 吸收后得到更浓的浓

D ．用水吸收容易形成酸雾，吸收速度慢

B ．提高训练

8．对于可逆反应2SO 2(g)+O2(g) 2SO 3(g) ，ΔH= -98.3kJ/mol。下列说法中正确的是

A ．达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等

B ．达到平衡时，反应物和生成物的物质的量保持不变

C ．加入催化剂，可以提高SO 2的转化率

D ．升高温度，可以提高SO 2的转化率

9．以下可逆反应中，达到平衡后，通过升高温度可提高反应物转化率的是 ；通过增大压强可提高反应物转化率的是 ；改变压强，转化率不变的是 。

①A(s)+B(g)

②N 2(g) +3H2(g)

③2NO 2(g) C(g)， ΔH 0；

2SO 3(g) ，ΔH

CO2(g) +NO(g)，ΔH

四．涉及硫酸工业的多 步 计 算(关系式法)

1．由硫酸工业反应原理可推算出，理论上：1mol S完全转化能生成 mol H2SO 4，1mol FeS2完全转化能生成 mol H2SO 4。

2．工业制硫酸中的计算问题：

（1）关系式法（多步计算的简捷运算方法）：先写出多步反应的化学方程式，然后找出最初反应物和最终生成物之间的 之比，列出关系式，即可一步计算。如：S ～H 2SO 4，FeS ～H 2SO 4。

（2）元素守恒法：原料中某一关键元素理论上若全部转入产物，则两物质中该元素的物质的量 。

（3）几个率：①矿物的纯度×100%

②原料利用率×100%

原料转化率=原料利用率= 1-原料损失率

③产率×100%

（4）多步反应的总转化率 = 各步反应转化率的

五．针对训练

C. 能力训练

10. 某硫酸厂用80 % FeS2 的黄铁矿为原料制取硫酸，FeS 2 的

利用率为90%，求用1000 t 黄铁矿可制得98% 的浓硫酸多少吨？

【学习反思】

六、作业. 课本62页 四、计算题：第1题，第2题