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1、Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究选修二化学走进化学工业第1页，此课件共48页哦第一单元走进化学工业第2页，此课件共48页哦教学目标教学目标、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。、能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。、了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。、认识合成氨反应的特点，学会选择合成氨的适宜条件。、认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重要意义。、掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。、了解联合制碱法的原理。第3页，此课件共48页哦第一章走进化学工业第一节化学生产过程中的基本问题第4
2、页，此课件共48页哦硫酸的性质硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种无色硫酸是一种无色,难挥发难挥发,易溶于水的油易溶于水的油状液体。状液体。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫稀释硫酸时应该把酸时应该把_倒到倒到_中中,并并_.(2)化学性质化学性质:浓硫酸具有酸性浓硫酸具有酸性,_性性,_性和性和_性性.浓硫酸浓硫酸水水不断搅拌不断搅拌吸水吸水脱水脱水强氧化强氧化第5页，此课件共48页哦硫酸的用途硫酸的用途第6页，此课件共48页哦思考:(1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸工业上如何制取硫酸?第7页，此课件共48页哦(一一)硫酸工业生
3、产的原理硫酸工业生产的原理思考:1,自然界中存在的含硫的物质有哪些自然界中存在的含硫的物质有哪些?2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?请写出有关的化学方程式!第8页，此课件共48页哦硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高高 温温(一一)硫酸工业生产的原理硫酸工业生产的原理SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺为原料以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收的硫酸溶液代
4、替水来吸收SO3因此:工业上制硫酸主要分_个生产过程.第9页，此课件共48页哦硫酸生产反应式(二二)硫酸工业硫酸工业原料的选择原料的选择4FeS2(S)+11 O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)高高 温温第一步：第一步：SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂加加 热热第二步：第二步：第三步：第三步：以以FeS2为原料为原料思考思考:为什么不主张用黄铁矿为什么不主张用黄铁矿(主要成分主要成分FeS2)作为原料生产硫酸作为原料生产硫酸?因此因此:硫酸生产中的三种原料硫酸生产中的三种原料:硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿),空气空气,和水和
5、水第10页，此课件共48页哦硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)高高 温温SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第一步：第二步：第二步：第三步：第三步：以硫磺为原料以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂催化剂 加加 热热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收的硫酸溶液代替水来吸收SO3想一想想一想:从生产硫酸的原理看从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生硫酸厂中的生产设备最少应分几部分产设备最少应分几部分?第11页，此课件共48页哦(三三)硫酸工业生产的三个主要设备硫酸工业生产的三个主要设备沸沸 腾腾 炉图片炉图片
6、接接 触触 室图片室图片98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2第12页，此课件共48页哦阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_越高越高注意:工业生产中压强的选择往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考思考:是否压强越高越好是否压强越高越好?硫酸工业生产的硫酸工业生产的三个适宜条件三个适宜条件:应选择压强:(2)常压常压生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制第13页，此课件共48页哦(1)低温低温(4005000C)(2)常压常压(3)适当过量的空气适当过量的空气硫酸工业生产的硫酸工业生产的三个适宜条件三个适宜条件:2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(
7、g)2SO3 3(g)(g)生产中反应条件的控制生产中反应条件的控制第14页，此课件共48页哦阅读阅读P6表表1-1,思考温度较思考温度较_时时,越有利于越有利于SO2转化转化为为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考思考:是否温度越低越有利于是否温度越低越有利于SO2 转化为转化为SO3?2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)放热放热催化剂催化剂硫酸工业生产的硫酸工业生产的三个适宜条件三个适宜条件:低低应选择温度:(1)低温低温(4005000C)第15页，此课件共48页哦1、如何处理尾气中的、如何处理尾气
8、中的SO2?2、,如何处理废水中的酸性物质如何处理废水中的酸性物质?3,如何利用废渣和生产过程中的产生的如何利用废渣和生产过程中的产生的大量热能大量热能?工业：工业：a（）（）a（重新利用）（重新利用）实验室：实验室：aa用石灰浆用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和或石灰石粉中和.废渣废渣:分离后循环利用分离后循环利用,剩下的作铺路用的剩下的作铺路用的沥青或用于制砖沥青或用于制砖生产中的三废处理生产中的三废处理第16页，此课件共48页哦能量的能量的充分充分利用利用硫酸生产过程中的三个化学反应硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能些
9、反应放出的热能(工厂里把它们工厂里把它们叫做叫做“废热废热”)以降低生产成本。以降低生产成本。第17页，此课件共48页哦在沸腾炉旁设置在沸腾炉旁设置“废热废热”锅炉，产锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产换装置。据测算，生产1t硫酸约需硫酸约需消耗消耗100kWh的电能，而相应量反的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热应物在生产过程中放出的反应热相当于相当于200kWh的电能。的电能。第18页，此课件共48页哦化工生产过程:(1)确定化学反应原理(2)选择原料(3)选择设备和工艺流程(4)三废处理(环境保护)(5)能源的利用(综合经济
10、利益)(6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）第19页，此课件共48页哦小结:(本节课重点)1,工业上接触法制硫酸概括为工业上接触法制硫酸概括为“五个三五个三”:三种原料三种原料:三个反应三个反应:三个生产过程三个生产过程:三个主要设备三个主要设备:硫酸工业生产的硫酸工业生产的三个适宜条件三个适宜条件:2,硫酸生产中的废气及废液的处理方法硫酸生产中的废气及废液的处理方法.v硫磺硫磺(或黄铁矿或黄铁矿),空气空气,和水和水造气造气,催化氧化催化氧化,吸收吸收沸沸腾腾炉炉,接接触触室室,吸收塔吸收塔(1)低温低温(4005000C)(2)常压常压(3)适当过量的空气适当过量的空气第20页，此
11、课件共48页哦P P21 21 3 3、4 4、8 8作业：作业：实践活动实践活动通过查阅资料、上网、参观访问等方通过查阅资料、上网、参观访问等方式进行调查，了解一些化工厂是如何利式进行调查，了解一些化工厂是如何利用废热的。用废热的。研究课题：利研究课题：利津石油化工厂津石油化工厂的废气可否应的废气可否应用于利津凤凰用于利津凤凰热电厂的发电热电厂的发电燃料？燃料？第21页，此课件共48页哦第一章走进化学工业第二节人工固氮技术合成氨第22页，此课件共48页哦 在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙
12、。然而谷进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。N2+O2 =2NO放电或高温放电或高温2NO+O2 =2NO2 3NO2+H2O =2HNO3+NO雷雨发庄稼雷雨发庄稼第23页，此课件共48页哦氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定氮的固定第24页，此课件共48页哦(一一)合成氨的反应原理合成氨的反应原理由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温高压高温高压催化剂催化剂(放热放热)第25页，此课件共48页哦(二二)工业合成氨的原料
13、选择工业合成氨的原料选择思考思考:工业合成氨时工业合成氨时N2取自于什么物质取自于什么物质?H2又来源又来源于哪里于哪里?N2主要来源于主要来源于_氢气主要来源于氢气主要来源于_空气空气(从空气中分离出从空气中分离出N2有哪些方法有哪些方法?)碳、碳的氢化物和水反应碳、碳的氢化物和水反应C+H2O=CO+H2(试写出碳或碳的氢化物与水制取氢气的化学方程式)CH4+H2O=3H2+COCH4+2H2O=4H2+CO2催化剂催化剂第26页，此课件共48页哦三个生产过程三个生产过程:(三三)工业合成氨的三个生产过程工业合成氨的三个生产过程:造气造气,净化，合成与分离净化，合成与分离第27页，此课件共
14、48页哦(四四)工业合成氨的工业流程工业合成氨的工业流程:第28页，此课件共48页哦造气氮气的来源:取自空气.一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气;另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得氮气.氢气的来源:碳与水的作用或碳氢化合物与水的作用.第29页，此课件共48页哦原料气净化想一想:制取原料气的过程中常制取原料气的过程中常混有的气体杂质有混有的气体杂质有_CO,CO2和和H2S第30页，此课件共48页哦反应条件反应条件:1）浓度：使用过量的氮气浓度：使用过量的氮气。2）温度：温度：400500；3）高高压压:10MPa30MPa；4）催化剂催化剂(加快反应速率加快反应速
15、率)：铁铁合成与分离合成与分离第31页，此课件共48页哦合成氨的实地照片合成氨的实地照片第32页，此课件共48页哦阅读书本页后总结阅读书本页后总结(五五)合成氨工业的发展合成氨工业的发展1、原料及原料气的净化2、催化剂的改进3、环境保护第33页，此课件共48页哦课堂训练：合成氨工业有下列流程：合成氨工业有下列流程：原料气制备；原料气制备；氨的合成；氨的合成；原料气净化和压缩；原料气净化和压缩；氨的分离。其先后顺序为（氨的分离。其先后顺序为（）ABCD第34页，此课件共48页哦小结：工业合成氨工业合成氨:(1)原理与过程:(2)原料：(3)合成条件:(4)三废处理:第35页，此课件共48页哦第一
16、章走进化学工业第三节纯碱的生产第36页，此课件共48页哦第37页，此课件共48页哦第38页，此课件共48页哦想一想？想一想？第39页，此课件共48页哦自自然然界界中中有有纯纯碱碱吗吗？内蒙古鄂尔多斯碱湖内蒙古鄂尔多斯碱湖 第40页，此课件共48页哦鄂尔多斯天然碱厂鄂尔多斯天然碱厂第41页，此课件共48页哦纯纯碱碱生生产产车车间间第42页，此课件共48页哦两种著名的制碱技术(1)氨碱法制纯碱氨碱法制纯碱(索尔维制碱法索尔维制碱法)(2)联合制碱法联合制碱法(侯氏制碱法侯氏制碱法)第43页，此课件共48页哦NaCl+NH3CO2H2O NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3Na2COCO2+H2O
17、氨碱法制纯碱原理（索尔维法）氨碱法制纯碱原理（索尔维法）CaCO3CO2+CaOCaO+H2OCa(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O炼焦副产品炼焦副产品第44页，此课件共48页哦优点：优点：不足：不足：原料便宜原料便宜成品纯度高成品纯度高氯化钠利用率低氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙产生了当时认为无用的氯化钙第45页，此课件共48页哦侯得榜侯得榜联合制碱法(侯氏制碱法)第46页，此课件共48页哦思考:阅读图阅读图1-11和图和图1-12,总结这两种总结这两种方法的有何相同方法的有何相同?第47页，此课件共48页哦总原理相同总原理相同:两种著名的制碱技术两种著名的制碱技术2NaHCO3=Na2COCO2+H2ONaCl+NH3CO2H2O NaHCO3+NH4Cl原料来源和副产物不同原料来源和副产物不同第48页，此课件共48页哦