2023春高中化學(xué)1.1.1生產(chǎn)硫酸的基本流程課時訓(xùn)練新人教版選修2

PAGEPAGE3第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題1化工生產(chǎn)過程中的根本問題課時訓(xùn)練1生產(chǎn)硫酸的根本流程根底夯實(shí)1.以下關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程的表達(dá)錯誤的選項(xiàng)是()A.SO2催化氧化時使用鐵粉作催化劑B.在催化反響室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可以充分利用能源C.把黃鐵礦磨成細(xì)粉末,可以提高原料的利用率D.該反響采用400~500℃溫度主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚宰詈媒馕觯汗I(yè)生產(chǎn)硫酸時使用的催化劑是V2O5,而不是鐵粉。答案：A2.以下對硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反響原理的分析正確的選項(xiàng)是()(導(dǎo)學(xué)號52690070)A.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反響因原料的不同可能全部是氧化復(fù)原反響B(tài).硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反響都是放熱反響C.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反響都需要使用催化劑D.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反響都需要在較高溫度條件下進(jìn)行解析：三個化學(xué)反響都是放熱反響;三個反響中只有SO2SO3需使用催化劑;SO3H2SO4在常溫下進(jìn)行,且是非氧化復(fù)原反響。答案：B3.在硫酸的工業(yè)制法中,以下生產(chǎn)操作與生產(chǎn)操作的主要原因兩者都正確的選項(xiàng)是()A.黃鐵礦燃燒前要粉碎,因?yàn)榇髩K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?yàn)闋t氣中SO2會與雜質(zhì)反響解析：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(jìn)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)硫酸的論述錯誤的選項(xiàng)是()A.為提高反響速率和原料利用率,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(jìn)入催化反響室前要先凈化C.催化反響室中熱交換裝置的主要作用是預(yù)熱未反響的氣體和冷卻反響后的氣體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響:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,以下說法中錯誤的選項(xiàng)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℃,不僅能加快反響速率,而且催化劑的活性好C.根據(jù)實(shí)際情況在生產(chǎn)中選擇常壓,可以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益D.在催化反響室被氧化生成的三氧化硫,進(jìn)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)請答復(fù)以下問題:(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、及枯燥,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(qiáng)的關(guān)系如以下圖所示。在實(shí)際生產(chǎn)中,SO2催化氧化反響的條件選擇常壓、450℃左右(對應(yīng)圖中A點(diǎn)),而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B點(diǎn)或C點(diǎn)對應(yīng)的反響條件,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(jìn)行除塵、水洗和枯燥,防止催化劑中毒。(3)從圖可知,在低溫下進(jìn)行時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率較高,但低溫時催化劑的活性不高,反響速率慢,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的溫度。由圖可知,在高壓下進(jìn)行時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率較高,但增大壓強(qiáng)時SO2的轉(zhuǎn)化率提高不大,且加壓會增大本錢和能量消耗,而常壓下的轉(zhuǎn)化率已很高,故實(shí)際生產(chǎn)中采用常壓操作。(4)SO2和O2的反響為放熱反響,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,到達(dá)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(diǎn),因?yàn)閴簭?qiáng)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)化率已到達(dá)97%左右,再提高壓強(qiáng),SO2的轉(zhuǎn)化率提高得很小,所以采用0.1MPa不選C點(diǎn),因?yàn)闇囟仍降?SO2的轉(zhuǎn)化率雖然