高三复习专题讲座－硫酸工业
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高三复习专题讲座
——硫酸工业
一、本周教学进度及主要内容：
第三册 第五章 硫酸工业
本讲主要内容：
1． 掌握接触法制硫酸的生产过程、反应原理、主要设备
2．用平衡移动原理理解SO2氧化的条件选择。
3．了解环境保护及资源的综合利用
二、学习指导
（1） 工业制法一般思路
系统学习研究某一种物质的工业制法，一般要从以下角度去分析理解。
所用原料 考虑其来源是否丰富、经济、环保等情况，尽量因地制宜
化学反应 考虑反应难易程度、操作可行性、安全性、转化率高低等
适宜条件 从反应速率和提高产量等因素考虑条件的选择
生产过程 从原料到产物出考虑必要的反应过程外，还应原料的处理、中间过程的进化、“三废”处理等环保措施。
主要设备 掌握设备的作用、构造、原理、名称及先后顺序。
环境保护 消除污染的主要方法之一是减少污染物的排放，处理是努力做到变废为宝。
（二）接触法制硫酸:
生产过程：①SO2的制取和净化（造气） ②SO2氧化成SO3 ③SO3的吸收
反应原理：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O2 2SO3 SO3＋H2O＝H2SO4
或 S＋ O2 SO2
主要设备： 沸腾炉 接触室 吸收塔
小结：接触法制硫酸中几个重要的“三”：
1、 三种原料：硫铁矿或硫、空气、98.3%的浓硫酸
2、 三种净化：除尘、洗涤、干燥。
沸腾炉出来的炉气成分：SO2、O2、N2、H2O(g)、矿尘、砷、硒化合物
SO2、O2、N2、H2O(g)、砷、硒化合物
SO2、O2、H2O(g)
SO2、O2、N2。
目的 防止催化剂中毒、减缓对设备的腐蚀。
3、 三个反应 造气、氧化、吸收
4、三种设备 沸腾炉 、 接触室 、 吸收塔
逆流原理
5、三种原理 热交换原理
循环原理
请思考并回答下列问题：
1．矿石粉碎并从上口投入加料、而空气从下鼓入，为何？
提示：矿石粉碎得较小，且与空气逆向相遇，仿佛呈沸腾状，跟空气接触面更大、燃烧更充分、更迅速，提高了原料的利用率。
2. 为什么叫接触法制硫酸？
提示：经净化后的炉气进入催化层在催化剂表面发生接触性反应。
3．为什么从吸收塔出来的气体要循环使用？
提示：,提高了资源的利用率.有利于降低生产成本,保护环境;
4．为什么用浓硫酸（98.3%）来吸收SO3
提示：水或稀硫酸作吸收剂时，容易形成酸雾，吸收速度慢，吸收不充分，不利于尽可能把三氧化硫吸收干净。故用浓硫酸（98.3%）来吸收SO3，吸收塔底放出的硫酸成分为H2SO4·nSO3，
（三）综合经济效益问题
1． 环境保护与综合利用原理
污染大气的有害物质有：硫的氧化物、粉尘、煤烟、氮的氧化物、碳的氧化物、碳氢化合物等。
思考：通常硫酸工业上是用氨水来吸收SO2，其目的是什么？废水、废渣又该作何处理和利用？
提示：二氧化硫和空气中的飘尘接触或跟氮的氧化物接触，部分会被氧化成三氧化硫。硫的氧化物以及硫酸和硫酸盐随雨雪降到地面，这就是所谓的“酸雨”。工业上是用氨水来吸收SO2，一方面就是从环保角度考虑。另一方面经硫酸处理后得到二氧化硫气体含量更高，返回车间作硫酸生产的原料，也可足其它作为化工原料，硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸铵肥料。其反应式为：
SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O, (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,
当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸铵溶液。反应式：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4，
(NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4。
废水处理：废水主要呈酸性，可用石灰乳中和。反应为：
Ca(OH)2 + H2SO4 = Ca SO4 + 2H2O
废渣处理: 含铁量高的可用于炼铁，其它的可用于制水泥、砖头等
化工生产与环境。
提倡清洁生产和发展“绿色工艺”
清洁生产是指采用清洁无毒的能源和原材料，通过清洁的生产过程，制造出清洁的产品。其目的是在于通过减少污染物的产生，从而保护环究和生态．
“绿色工艺”，是指工业生产中对污染物低排放（或零排放）的生产工艺。
1） 展闭路循环生产，把有可能造成污染的物质封闭在生产系统内，不徘出污染物，无废水排出。
2） 研究和应用无污染或少污染的新工艺
3）回收副产品中的有用原料
尽量使流失在三废（废气、废水、废渣）中的副产品（原料或成品）加以分离，就地回收，既可降低主产成本，增加经济效益，又可大大降低废水中物质浓度和数量，减轻污水处理负担。即废弃物处置的减量化、资源化和无害化
2．能量的充分利用
思考：为什么接触室中要用热交换器？
提示：接触室中发生反应 2SO2＋O2 2SO3
该反应为放热反应。经净化后的炉气（管外）和经过接触层长生的气体（管内）两种流体在热交换器中逆向流动通过管壁进行热量的传递，反应时生成的热传递给进入接触室的需要预热的混合气体，并冷却反应后的气体。
利用热交换器的目的：
⑴从反应本身看：可逆反应2SO2＋O2 2SO3进行时,温度的控制对催化剂的活性、反应
速率、平衡移动等均很重要。
⑵从原理上看,气体的流向采用了逆流原理,有利于提高热传递效率; 提高了能源的利用率.
其实硫酸生产过程重的三个反应都是放热反应，而很多机器设备的开动、维持接触氧化适宜的温度都需要电能或热能，充分利用废热来降低生产成本。
SO2氧化的条件选择:2SO2＋O2 2SO3 该反应具有下列特征：
①正反应方向为放热反应，② 正反应方向气体体积减少
从平衡移动角度看，降温、加压有利于正向移动
从反应速率提高角度看，高温、加压、使用催化剂有利。
思考：实际为什么不采用高压、低温的反应条件？
原因：若低温，反应速率过低，且催化剂的活性有一定的温度范围，它在500℃左右活性最佳。该反应在常压下就有较高的转化率，虽然高压更有利于SO3的生成，但对动力设备也有更高的要求。故采用常压、加热、使用催化剂这样的反应条件。
3.生产规模和厂址的选择
三、典型例题及点拨
例1 在氧气中充分燃烧1克含杂质的硫铁矿试样，得到残余固体0.76克(假设杂质不参加反应)，问生产10吨98%的浓硫酸需要这种矿石多少吨？（反应过程中硫损失2%）
解 设硫铁矿样品中FeS2的纯度为X，生产10吨98%浓硫酸需该矿石质量为Y
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 △m
480克 320克 160克
1克·X 1克-0.76克=0.24克
X=72%
FeS2 2H2SO4
120 196
Y·72%×(1-2%) 10 吨×98% Y=8.5吨
答：需该矿石8.5吨。
例2．SO2和O2按以下两种投料方式，SO2或O2的转化率是否相等？（容器容积V、温度T一定）
2SO2＋O2 = 2SO3
始1 2mol 1mol 0 α1
始2 4mol 2mol 0 α2
解析： 思维方法： 2V
V V
T一定： 等效 压缩
过渡态 平衡正移
α1 ＝ αˊ ＞ α2
试一试：
请判断以下三种反应，从左侧开始投料比分别相等，但均增大一倍后，转化率怎样改变？
A.H2(g)＋I2(g） 2HI(g)
B.2NO2 N2O4
C.2NH3 3H2＋N2
答案：A.转化率不变. B.转化率增大 C.转化率减小
结论：相同倍数增加各种反应物的浓度，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况.
例3．气体反应 2SO2＋O2 2SO3 ＋Q
在密闭容器中进行.反应在200℃,无催化剂时SO2的浓度随时间
变化的曲线如右图所示.试在图中画出在反应起
始浓度不变的情况下:
(1)保持200℃,但反应在适当催化剂条
件下进行时, SO2的浓度随时间变化的曲线.
(2)在无催化剂但反应在500℃进行时,
SO2的浓度随时间的变化曲线.
提示：根据催化剂和温度对反应速率的影响
（可用达到平衡所需的时间长短判断），
另根据低温更有利于反应的正向进行，
SO2浓度讲的更低，即“平台位置更下”。
巩固练习
1. 选择
1A、接触法制硫酸中，与之无关的设备是（ ）
A、吸收塔 B、接触室 C、沸腾炉 D、氧化炉
2A、为了提高SO2转化为SO3的质量分数，工业上常使用适当过量的空气，这样从接触室导出的气体的成分是（ ）
A、SO3、O2 B、SO3=、O2、SO2、N2 C、SO3、N2 D、SO3、O2、N2
3B、把1克含脉石（SiO2）的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全得残渣0.78克，则此黄铁矿中含FeS2的质量分数为（ ）
A．33% B．66% C．78% D．88%
4B、1mol FeS2经过SO2的制取、转化和SO3的吸收，如果硫元素全部进入硫酸中，则下列说法正确的是（ ）
A、整个过程中硫元素一共“失去”14mol电子
B、最终生成2mol/L的硫酸溶液
C、最终生成196g硫酸溶液
D、最终生成96g硫酸
5A、用硫铁矿生产硫酸的过程中，对提高效率不利的因素是（ ）
A、矿石粉碎后送入沸腾炉 B、使用热交换器预热气体
C、用水吸收三氧化硫 D、使用催化剂
6B、接触法制硫酸时由沸腾炉产生的炉气中能使催化剂中毒的成分是（ ）
A、不蒸气 B、砷、栖化合物 C、氧气 D、氮气
7B、在硫酸工业中，常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是因为（ ）
A、SO3易溶于浓H2SO4而不溶于水
B、用浓H2SO4吸收速度慢，损失SO3少
C、用水吸收易形成酸雾，阻碍SO3再吸收
D、用水吸收得不到纯净的硫酸
8A、工业制硫酸的尾气中成分是（ ）
A．SO2和SO3 B．O2、SO2、N2
C．O2、N2 D．SO3、O2
9C.如右图所示表示平衡混合物中x的百分含量在不同的压强下,随温度变化的情况,在下列平衡体系中,x可以代表用下横线标明的物质(反应中各物质均为气态)的是 [ ]
A.N2＋3H2 2NH3＋Q
B.H2＋I2 2HI＋Q
C.2SO3 2SO2＋O2－Q
D.4NH3＋5O2 4NO＋6H2O＋Q
10A.在相同条件下(T＝500k),有相同体积的甲和乙两容器,甲容器中充入1gSO2和1gO2,乙容器中充入2 gSO2和2gO2.下列叙述错误的是[ ]
A.化学反应速率:乙＞甲
B.平衡后的O2浓度:乙＞甲
C.SO2转化率转化率:乙＞甲
D.平衡后SO2的体积分数:乙＞甲
11C．绿色化学是人类和自然和谐的化学，是面向21世纪化学发展的方向和议题。绿色化学概念从一提出来，就明确了它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度的节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列化工生产中体现绿色化学内涵的是
1 减少“三废”排放量；
2 考虑催化剂和载体的重复使用；
3 回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂；
4 考虑有关原材料的再生利用；
5 拒绝使用无法替代、无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料。
A ①②③ B ①③④⑤ C ①②③⑤ D ①②③④⑤
12C．“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应，不符合绿色化学概念的是
A 消除硫酸厂尾气排放 SO2＋NH3＋H2O==(NH4)2SO3
B 消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染 NO2＋NO＋NaOH==2NaNO2＋H2O
C 制CuSO4 Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D 制CuSO4 2Cu＋O2==2CuO CuO＋H2SO4（稀）==CuSO4＋H2O
20世纪90年代，国际上提出了“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节能都实现净化和无污染的反应途径。
13A．下列各项属于“绿色化学”的是
A 处理废弃物 Ｂ 治理污染点 Ｃ 减少有毒物 Ｄ 杜绝污染源
14B．在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是
Ａ 建在西部干旱区可以脱贫致富
Ｂ 应建在水资源丰富和交通方便的远离城市的郊区
Ｃ 企业有权自主选择厂址
Ｄ 不宜建在人口稠密的居民区
15B．工厂的产值不一定都是“正”产值，它还产生“负”产值。例如，炼钢厂生产钢铁，当然会给GNP（国民生产总值）增加正产值，但同时由于排放废气、废水、废物，污染了环境，弄脏了河水，又产生了负产值。下列哪种生产不会带来很高的负产值？ A 接触法制硫酸
B 氨氧化法制硝酸
C 采用大棚培养反季蔬菜
D 五金电镀车间生产电镀零件
二、填空
16．“保护环境，就是保护人类自己”。目前，在我国城市环境中主要的大气污染物是_________________________________
17、某工厂用接触法制硫酸的过程中，已知进入接触室的气体体积组成是：SO2占8%、N2占81%、O2占11%，反应后总体积变为原来的96.5%，叫SO2转化为SO3的百分率为
______________。
18.现有1升含SO3为30%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成浓度为95%的浓硫酸，需加水_____________毫升。
19.A、B、C三种气体都是大气污染物，严格禁止排放，工业上常用碱液吸收。已知A的水溶液是一种无氧酸，A在空气中充分燃烧得到B；B是酸雨成因之一；C是一种单质，其水溶液具有漂白作用。由此可知：A是_______，B是_______，C是_______。、
20.为了除去工业废气中的SO2，可将SO2转化成(NH4)2SO4.据有关资料介绍摘录如下:
“初步处理后的废气中含0.2% SO2(体积分数),10% O2(体积分数);在400℃时,以 5m3/h的速度通过V2O5触媒层，然后与流量为25L/h的NH3混合，再喷入流量为290g/h的水，此时气体温度迅速从400℃下降至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4 晶体.”据此资料回答下列问题：
(1)按反应式2SO2＋O2 2SO3，SO2与O2的物质的量之比为2 ：1，资料中为什么
用1 ：50？
(2)为什么要进行冷却？
(3)某工厂废气中含0.4%的SO2和0.5%的O2,你认为应该怎样利用上述资料
(4)如果某工厂没有NH3，只有生石灰，你认为又应该怎样利用上述资料？
(5)若将SO2全部转化为SO3，SO3全部转化成(NH4)2SO4,则资料中NH3的每小时通入 量至少应多少升？由此计算NH3的利用率．
三．计算题
21．工业用接触法制取硫酸，今有含杂质10%的硫铁矿500t，燃烧时损失5%的硫，SO2转化为SO3时又损失15%的SO2，SO3被水吸收时又损失SO30.5%，求这些硫铁矿能制得98%的硫酸多少吨？
参考答案：
1、 选择： 1.D 2.B 3.B 4.A 5.C 6. B 7. C 8. B
9. D 10. D 11.D 12.C 13.D 14..B、D 15. C
2、 填空
16.二氧化硫，二氧化氮、一氧化碳、烟尘（或写成硫的氧化物，氮的氧化物，烟尘）
17.87.5%
18. 241.2
19. H2S；SO2；Cl2
20 (1)增大O2的浓度，提高SO2的转化率.
(2)降温有利于生成(NH4)2SO4,高温时(NH4)2SO4会分解
(3)O2的量不足,向废气中增大空气的量.
(4)用生石灰代替NH3.
(5)20L.利用率80%
三.计算
21.602.6t
高温
△
催化剂
点燃
除尘
洗涤
干燥
△
催化剂
△
催化剂
△
催化剂
交通运输
原料
能源
水源
厂址的选择
环保
土地资源
市场需求
高温
SO2 2mol
O2 1mol
SO2 2mol
O2 1mol
SO2 4mol
O2 2mol
△
催化剂
A
C
t
200
℃
500
℃
无
催
化
剂
有
催
化
剂
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高三复习专题讲座
——硫酸工业
一、本周教学进度及主要内容：
第三册 第五章 硫酸工业
本讲主要内容：
1． 掌握接触法制硫酸的生产过程、反应原理、主要设备
2．用平衡移动原理理解SO2氧化的条件选择。
3．了解环境保护及资源的综合利用
二、学习指导
（1） 工业制法一般思路
系统学习研究某一种物质的工业制法，一般要从以下角度去分析理解。
所用原料 考虑其来源是否丰富、经济、环保等情况，尽量因地制宜
化学反应 考虑反应难易程度、操作可行性、安全性、转化率高低等
适宜条件 从反应速率和提高产量等因素考虑条件的选择
生产过程 从原料到产物出考虑必要的反应过程外，还应原料的处理、中间过程的进化、“三废”处理等环保措施。
主要设备 掌握设备的作用、构造、原理、名称及先后顺序。
环境保护 消除污染的主要方法之一是减少污染物的排放，处理是努力做到变废为宝。
（二）接触法制硫酸:
生产过程：①SO2的制取和净化（造气） ②SO2氧化成SO3 ③SO3的吸收
反应原理：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O2 2SO3 SO3＋H2O＝H2SO4
或 S＋ O2 SO2
主要设备： 沸腾炉 接触室 吸收塔
小结：接触法制硫酸中几个重要的“三”：
1、 三种原料：硫铁矿或硫、空气、98.3%的浓硫酸
2、 三种净化：除尘、洗涤、干燥。
沸腾炉出来的炉气成分：SO2、O2、N2、H2O(g)、矿尘、砷、硒化合物
SO2、O2、N2、H2O(g)、砷、硒化合物
SO2、O2、H2O(g)
SO2、O2、N2。
目的 防止催化剂中毒、减缓对设备的腐蚀。
3、 三个反应 造气、氧化、吸收
4、三种设备 沸腾炉 、 接触室 、 吸收塔
逆流原理
5、三种原理 热交换原理
循环原理
请思考并回答下列问题：
1．矿石粉碎并从上口投入加料、而空气从下鼓入，为何？
提示：矿石粉碎得较小，且与空气逆向相遇，仿佛呈沸腾状，跟空气接触面更大、燃烧更充分、更迅速，提高了原料的利用率。
2. 为什么叫接触法制硫酸？
提示：经净化后的炉气进入催化层在催化剂表面发生接触性反应。
3．为什么从吸收塔出来的气体要循环使用？
提示：,提高了资源的利用率.有利于降低生产成本,保护环境;
4．为什么用浓硫酸（98.3%）来吸收SO3
提示：水或稀硫酸作吸收剂时，容易形成酸雾，吸收速度慢，吸收不充分，不利于尽可能把三氧化硫吸收干净。故用浓硫酸（98.3%）来吸收SO3，吸收塔底放出的硫酸成分为H2SO4·nSO3，
（三）综合经济效益问题
1． 环境保护与综合利用原理
污染大气的有害物质有：硫的氧化物、粉尘、煤烟、氮的氧化物、碳的氧化物、碳氢化合物等。
思考：通常硫酸工业上是用氨水来吸收SO2，其目的是什么？废水、废渣又该作何处理和利用？
提示：二氧化硫和空气中的飘尘接触或跟氮的氧化物接触，部分会被氧化成三氧化硫。硫的氧化物以及硫酸和硫酸盐随雨雪降到地面，这就是所谓的“酸雨”。工业上是用氨水来吸收SO2，一方面就是从环保角度考虑。另一方面经硫酸处理后得到二氧化硫气体含量更高，返回车间作硫酸生产的原料，也可足其它作为化工原料，硫酸铵溶液经结晶、分离、干燥后制成固体硫酸铵肥料。其反应式为：
SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O, (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,
当吸收液中亚硫酸氢铵达到一定浓度后，再跟浓硫酸反应，放出二氧化硫气体，同时得到硫酸铵溶液。反应式：2NH4HSO3+H2SO4=2SO2↑+2H2O+(NH4)2SO4，
(NH4)2SO3+H2SO4=SO2↑+H2O+(NH4)2SO4。
废水处理：废水主要呈酸性，可用石灰乳中和。反应为：
Ca(OH)2 + H2SO4 = Ca SO4 + 2H2O
废渣处理: 含铁量高的可用于炼铁，其它的可用于制水泥、砖头等
化工生产与环境。
提倡清洁生产和发展“绿色工艺”
清洁生产是指采用清洁无毒的能源和原材料，通过清洁的生产过程，制造出清洁的产品。其目的是在于通过减少污染物的产生，从而保护环究和生态．
“绿色工艺”，是指工业生产中对污染物低排放（或零排放）的生产工艺。
1） 展闭路循环生产，把有可能造成污染的物质封闭在生产系统内，不徘出污染物，无废水排出。
2） 研究和应用无污染或少污染的新工艺
3）回收副产品中的有用原料
尽量使流失在三废（废气、废水、废渣）中的副产品（原料或成品）加以分离，就地回收，既可降低主产成本，增加经济效益，又可大大降低废水中物质浓度和数量，减轻污水处理负担。即废弃物处置的减量化、资源化和无害化
2．能量的充分利用
思考：为什么接触室中要用热交换器？
提示：接触室中发生反应 2SO2＋O2 2SO3
该反应为放热反应。经净化后的炉气（管外）和经过接触层长生的气体（管内）两种流体在热交换器中逆向流动通过管壁进行热量的传递，反应时生成的热传递给进入接触室的需要预热的混合气体，并冷却反应后的气体。
利用热交换器的目的：
⑴从反应本身看：可逆反应2SO2＋O2 2SO3进行时,温度的控制对催化剂的活性、反应
速率、平衡移动等均很重要。
⑵从原理上看,气体的流向采用了逆流原理,有利于提高热传递效率; 提高了能源的利用率.
其实硫酸生产过程重的三个反应都是放热反应，而很多机器设备的开动、维持接触氧化适宜的温度都需要电能或热能，充分利用废热来降低生产成本。
SO2氧化的条件选择:2SO2＋O2 2SO3 该反应具有下列特征：
①正反应方向为放热反应，② 正反应方向气体体积减少
从平衡移动角度看，降温、加压有利于正向移动
从反应速率提高角度看，高温、加压、使用催化剂有利。
思考：实际为什么不采用高压、低温的反应条件？
原因：若低温，反应速率过低，且催化剂的活性有一定的温度范围，它在500℃左右活性最佳。该反应在常压下就有较高的转化率，虽然高压更有利于SO3的生成，但对动力设备也有更高的要求。故采用常压、加热、使用催化剂这样的反应条件。
3.生产规模和厂址的选择
三、典型例题及点拨
例1 在氧气中充分燃烧1克含杂质的硫铁矿试样，得到残余固体0.76克(假设杂质不参加反应)，问生产10吨98%的浓硫酸需要这种矿石多少吨？（反应过程中硫损失2%）
解 设硫铁矿样品中FeS2的纯度为X，生产10吨98%浓硫酸需该矿石质量为Y
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 △m
480克 320克 160克
1克·X 1克-0.76克=0.24克
X=72%
FeS2 2H2SO4
120 196
Y·72%×(1-2%) 10 吨×98% Y=8.5吨
答：需该矿石8.5吨。
例2．SO2和O2按以下两种投料方式，SO2或O2的转化率是否相等？（容器容积V、温度T一定）
2SO2＋O2 = 2SO3
始1 2mol 1mol 0 α1
始2 4mol 2mol 0 α2
解析： 思维方法： 2V
V V
T一定： 等效 压缩
过渡态 平衡正移
α1 ＝ αˊ ＞ α2
试一试：
请判断以下三种反应，从左侧开始投料比分别相等，但均增大一倍后，转化率怎样改变？
A.H2(g)＋I2(g） 2HI(g)
B.2NO2 N2O4
C.2NH3 3H2＋N2
答案：A.转化率不变. B.转化率增大 C.转化率减小
结论：相同倍数增加各种反应物的浓度，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况.
例3．气体反应 2SO2＋O2 2SO3 ＋Q
在密闭容器中进行.反应在200℃,无催化剂时SO2的浓度随时间
变化的曲线如右图所示.试在图中画出在反应起
始浓度不变的情况下:
(1)保持200℃,但反应在适当催化剂条
件下进行时, SO2的浓度随时间变化的曲线.
(2)在无催化剂但反应在500℃进行时,
SO2的浓度随时间的变化曲线.
提示：根据催化剂和温度对反应速率的影响
（可用达到平衡所需的时间长短判断），
另根据低温更有利于反应的正向进行，
SO2浓度讲的更低，即“平台位置更下”。
巩固练习
1. 选择
1A、接触法制硫酸中，与之无关的设备是（ ）
A、吸收塔 B、接触室 C、沸腾炉 D、氧化炉
2A、为了提高SO2转化为SO3的质量分数，工业上常使用适当过量的空气，这样从接触室导出的气体的成分是（ ）
A、SO3、O2 B、SO3=、O2、SO2、N2 C、SO3、N2 D、SO3、O2、N2
3B、把1克含脉石（SiO2）的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全得残渣0.78克，则此黄铁矿中含FeS2的质量分数为（ ）
A．33% B．66% C．78% D．88%
4B、1mol FeS2经过SO2的制取、转化和SO3的吸收，如果硫元素全部进入硫酸中，则下列说法正确的是（ ）
A、整个过程中硫元素一共“失去”14mol电子
B、最终生成2mol/L的硫酸溶液
C、最终生成196g硫酸溶液
D、最终生成96g硫酸
5A、用硫铁矿生产硫酸的过程中，对提高效率不利的因素是（ ）
A、矿石粉碎后送入沸腾炉 B、使用热交换器预热气体
C、用水吸收三氧化硫 D、使用催化剂
6B、接触法制硫酸时由沸腾炉产生的炉气中能使催化剂中毒的成分是（ ）
A、不蒸气 B、砷、栖化合物 C、氧气 D、氮气
7B、在硫酸工业中，常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是因为（ ）
A、SO3易溶于浓H2SO4而不溶于水
B、用浓H2SO4吸收速度慢，损失SO3少
C、用水吸收易形成酸雾，阻碍SO3再吸收
D、用水吸收得不到纯净的硫酸
8A、工业制硫酸的尾气中成分是（ ）
A．SO2和SO3 B．O2、SO2、N2
C．O2、N2 D．SO3、O2
9C.如右图所示表示平衡混合物中x的百分含量在不同的压强下,随温度变化的情况,在下列平衡体系中,x可以代表用下横线标明的物质(反应中各物质均为气态)的是 [ ]
A.N2＋3H2 2NH3＋Q
B.H2＋I2 2HI＋Q
C.2SO3 2SO2＋O2－Q
D.4NH3＋5O2 4NO＋6H2O＋Q
10A.在相同条件下(T＝500k),有相同体积的甲和乙两容器,甲容器中充入1gSO2和1gO2,乙容器中充入2 gSO2和2gO2.下列叙述错误的是[ ]
A.化学反应速率:乙＞甲
B.平衡后的O2浓度:乙＞甲
C.SO2转化率转化率:乙＞甲
D.平衡后SO2的体积分数:乙＞甲
11C．绿色化学是人类和自然和谐的化学，是面向21世纪化学发展的方向和议题。绿色化学概念从一提出来，就明确了它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度的节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列化工生产中体现绿色化学内涵的是
1 减少“三废”排放量；
2 考虑催化剂和载体的重复使用；
3 回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂；
4 考虑有关原材料的再生利用；
5 拒绝使用无法替代、无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料。
A ①②③ B ①③④⑤ C ①②③⑤ D ①②③④⑤
12C．“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应，不符合绿色化学概念的是
A 消除硫酸厂尾气排放 SO2＋NH3＋H2O==(NH4)2SO3
B 消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染 NO2＋NO＋NaOH==2NaNO2＋H2O
C 制CuSO4 Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D 制CuSO4 2Cu＋O2==2CuO CuO＋H2SO4（稀）==CuSO4＋H2O
20世纪90年代，国际上提出了“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节能都实现净化和无污染的反应途径。
13A．下列各项属于“绿色化学”的是
A 处理废弃物 Ｂ 治理污染点 Ｃ 减少有毒物 Ｄ 杜绝污染源
14B．在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是
Ａ 建在西部干旱区可以脱贫致富
Ｂ 应建在水资源丰富和交通方便的远离城市的郊区
Ｃ 企业有权自主选择厂址
Ｄ 不宜建在人口稠密的居民区
15B．工厂的产值不一定都是“正”产值，它还产生“负”产值。例如，炼钢厂生产钢铁，当然会给GNP（国民生产总值）增加正产值，但同时由于排放废气、废水、废物，污染了环境，弄脏了河水，又产生了负产值。下列哪种生产不会带来很高的负产值？ A 接触法制硫酸
B 氨氧化法制硝酸
C 采用大棚培养反季蔬菜
D 五金电镀车间生产电镀零件
二、填空
16．“保护环境，就是保护人类自己”。目前，在我国城市环境中主要的大气污染物是_________________________________
17、某工厂用接触法制硫酸的过程中，已知进入接触室的气体体积组成是：SO2占8%、N2占81%、O2占11%，反应后总体积变为原来的96.5%，叫SO2转化为SO3的百分率为
______________。
18.现有1升含SO3为30%的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成浓度为95%的浓硫酸，需加水_____________毫升。
19.A、B、C三种气体都是大气污染物，严格禁止排放，工业上常用碱液吸收。已知A的水溶液是一种无氧酸，A在空气中充分燃烧得到B；B是酸雨成因之一；C是一种单质，其水溶液具有漂白作用。由此可知：A是_______，B是_______，C是_______。、
20.为了除去工业废气中的SO2，可将SO2转化成(NH4)2SO4.据有关资料介绍摘录如下:
“初步处理后的废气中含0.2% SO2(体积分数),10% O2(体积分数);在400℃时,以 5m3/h的速度通过V2O5触媒层，然后与流量为25L/h的NH3混合，再喷入流量为290g/h的水，此时气体温度迅速从400℃下降至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4 晶体.”据此资料回答下列问题：
(1)按反应式2SO2＋O2 2SO3，SO2与O2的物质的量之比为2 ：1，资料中为什么
用1 ：50？
(2)为什么要进行冷却？
(3)某工厂废气中含0.4%的SO2和0.5%的O2,你认为应该怎样利用上述资料
(4)如果某工厂没有NH3，只有生石灰，你认为又应该怎样利用上述资料？
(5)若将SO2全部转化为SO3，SO3全部转化成(NH4)2SO4,则资料中NH3的每小时通入 量至少应多少升？由此计算NH3的利用率．
三．计算题
21．工业用接触法制取硫酸，今有含杂质10%的硫铁矿500t，燃烧时损失5%的硫，SO2转化为SO3时又损失15%的SO2，SO3被水吸收时又损失SO30.5%，求这些硫铁矿能制得98%的硫酸多少吨？
参考答案：
1、 选择： 1.D 2.B 3.B 4.A 5.C 6. B 7. C 8. B
9. D 10. D 11.D 12.C 13.D 14..B、D 15. C
2、 填空
16.二氧化硫，二氧化氮、一氧化碳、烟尘（或写成硫的氧化物，氮的氧化物，烟尘）
17.87.5%
18. 241.2
19. H2S；SO2；Cl2
20 (1)增大O2的浓度，提高SO2的转化率.
(2)降温有利于生成(NH4)2SO4,高温时(NH4)2SO4会分解
(3)O2的量不足,向废气中增大空气的量.
(4)用生石灰代替NH3.
(5)20L.利用率80%
三.计算
21.602.6t
高温
△
催化剂
点燃
除尘
洗涤
干燥
△
催化剂
△
催化剂
△
催化剂
交通运输
原料
能源
水源
厂址的选择
环保
土地资源
市场需求
高温
SO2 2mol
O2 1mol
SO2 2mol
O2 1mol
SO2 4mol
O2 2mol
△
催化剂
A
C
t
200
℃
500
℃
无
催
化
剂
有
催
化
剂
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