學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第一單元走進化學(xué)工業(yè)課題1化工生產(chǎn)過程中的基本問題課時訓(xùn)練1生產(chǎn)硫酸的基本流程基礎(chǔ)夯實1.下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程的敘述錯誤的是(）A.SO2催化氧化時使用鐵粉作催化劑B。在催化反應(yīng)室中運用熱交換技術(shù)可以充分利用能源C。把黃鐵礦磨成細粉末，可以提高原料的利用率D。該反應(yīng)采用400~500℃溫度主要是因為該溫度下催化劑活性最好解析：工業(yè)生產(chǎn)硫酸時使用的催化劑是V2O5，而不是鐵粉。答案:A2.下列對硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析正確的是()（導(dǎo)學(xué)號52690070)A.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是氧化還原反應(yīng)B。硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)C.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要使用催化劑D。硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要在較高溫度條件下進行解析：三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；三個反應(yīng)中只有SO2SO3需使用催化劑；SO3H2SO4在常溫下進行，且是非氧化還原反應(yīng)。答案:B3.在硫酸的工業(yè)制法中,下列生產(chǎn)操作與生產(chǎn)操作的主要原因兩者都正確的是(）A。黃鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的黃鐵礦不能燃燒B.SO3用98%的硫酸吸收,目的是防止形成酸霧，以便SO3吸收完全C.SO2氧化為SO3時需使用催化劑，這樣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率D.造氣階段產(chǎn)生的爐氣需凈化,因為爐氣中SO2會與雜質(zhì)反應(yīng)解析：黃鐵礦粉碎的目的是使礦石燃燒充分,提高原料利用率;使用催化劑不能使化學(xué)平衡移動，不能提高SO2的轉(zhuǎn)化率；對造氣階段產(chǎn)生的爐氣進行凈化的目的是防止雜質(zhì)使催化劑中毒。答案：B4。以下有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)硫酸的論述錯誤的是（）A.為提高反應(yīng)速率和原料利用率,黃鐵礦要在“沸騰”狀態(tài)下燃燒B。為防止催化劑中毒，氣體在進入催化反應(yīng)室前要先凈化C。催化反應(yīng)室中熱交換裝置的主要作用是預(yù)熱未反應(yīng)的氣體和冷卻反應(yīng)后的氣體D.吸收塔中SO3從下而上,水從上而噴下，剩余氣體從上部排出答案：D能力提升5。在工業(yè)制硫酸的過程中有以下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g）2SO3（g）ΔH<0，下列說法中錯誤的是(） （導(dǎo)學(xué)號52690071)A.生產(chǎn)中通入過量的空氣,可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率B.生產(chǎn)中選擇400~500℃,不僅能加快反應(yīng)速率，而且催化劑的活性好C.根據(jù)實際情況在生產(chǎn)中選擇常壓，可以提高綜合經(jīng)濟效益D。在催化反應(yīng)室被氧化生成的三氧化硫,進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霧，應(yīng)用98%的硫酸吸收三氧化硫。答案:D6.以黃鐵礦為原料，生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下: (導(dǎo)學(xué)號52690072）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體積分數(shù)為7%、O2為11%、N2為82％)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(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點或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、砷和硒等的化合物、水蒸氣；應(yīng)對爐氣進行除塵、水洗和干燥，避免催化劑中毒。（3）從圖可知,在低溫下進行時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率較高，但低溫時催化劑的活性不高，反應(yīng)速率慢，實際生產(chǎn)中采用400～500℃的溫度。由圖可知,在高壓下進行時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率較高,但增大壓強時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，故實際生產(chǎn)中采用常壓操作.(4)SO2和O2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而經(jīng)凈化后的爐氣需要加熱，故可通過熱交換器,對冷的SO2、O2加熱,達到充分利用能源的目的。答案：（1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)除塵水洗礦塵、砷、硒等化合物會使催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響(3)不選B點，因為壓強越大對設(shè)備的投資越大,消耗的能量越大；450℃時，SO2原料的轉(zhuǎn)化率在0。1MPa下的轉(zhuǎn)化率已達到97％左右,再提高壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高得很小,所以采用0.1MPa不選C點,因為溫度越低，SO2的轉(zhuǎn)化率雖然更高，但催化劑的催化作用會受影響，450℃時,催化劑的催化效率最高。故選擇A點，不選C點(4）利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣體上層反應(yīng)氣體經(jīng)熱交換器溫度降到40