10.1С_Серная кислота

Содержание

Слайд 2

Цели урока

объяснять процесс производства серной кислоты;
понимать процесс производства серной кислоты как

Цели урока объяснять процесс производства серной кислоты; понимать процесс производства серной кислоты
равновесный и уметь предсказывать воздействие изменения условий на выход целевого продукта;

Слайд 3

Ожидаемые результаты

описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и записывает уравнения

Ожидаемые результаты описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и записывает
реакций каждой стадий с указанием условия;
– объясняет необходимые условия для повышения выхода оксида серы (VI) при каталитическом окислении оксида серы (IV) в контактном аппарате;

Слайд 4

Работа с терминами

Слабая кислота
Сильная кислота
Обратимая реакция
Химическое равновесие

Работа с терминами Слабая кислота Сильная кислота Обратимая реакция Химическое равновесие

Слайд 5

Получение серной кислоты в промышленности https://bilimland.kz/ru/subject/ximiya/10-klass/proizvodstvo-sernoj-kisloty-kontaktnym-sposobom?mid=f2867163-9ee4-11e9-a361-1f1ed251dcfe

Получение серной кислоты в промышленности https://bilimland.kz/ru/subject/ximiya/10-klass/proizvodstvo-sernoj-kisloty-kontaktnym-sposobom?mid=f2867163-9ee4-11e9-a361-1f1ed251dcfe

Слайд 6

В настоящее время серную кислоту во всем мире получают с помощью контактного

В настоящее время серную кислоту во всем мире получают с помощью контактного
способа. Этот процесс состоит из трех стадий:
обжиг железного (серного) колчедана или серы;
окисление оксида серы (IV);
абсорбция оксида серы (VI).

Слайд 7

Контактный процесс: 1-стадия

В печи расплавленная сера сжигается на сухом воздухе с образованием

Контактный процесс: 1-стадия В печи расплавленная сера сжигается на сухом воздухе с
диоксида серы SO2. Полученный газ очищается и охлаждается.

S(ж) + O2(г) ? SO2(г)

Слайд 8

Контактный процесс: 1-стадия

В печи расплавленная сера сжигается на сухом воздухе с образованием

Контактный процесс: 1-стадия В печи расплавленная сера сжигается на сухом воздухе с
диоксида серы SO2. Полученный газ очищается и охлаждается.

S(ж) + O2(г) ? SO2(г)

В чем преимущество сжигания расплавленной серы путем распыления в нагретом воздухе, объясните ваш ответ.

Реакция происходит быстро, площадь поверхности большая

Слайд 9

Контактный процесс: 2-стадия

Смесь оксида серы (IV) и кислорода нагревают до 450oC и

Контактный процесс: 2-стадия Смесь оксида серы (IV) и кислорода нагревают до 450oC
подвергают воздействию давления 101,3 - 202,6 кПа (1-2 атмосферы) в присутствии ванадиевого катализатора (оксид ванадия (V)) для получения оксида серы (VI) SO3(г).

2SO2(г) + O2(г) ?? 2SO3(г)

Слайд 10

Контактный процесс: 2-стадия

Около 99,5% оксида
серы (IV), SO2 превращается в оксид серы

Контактный процесс: 2-стадия Около 99,5% оксида серы (IV), SO2 превращается в оксид
(VI) , SO3 через эту обратимую реакцию.

2SO2(г) + O2(г) ?? 2SO3(г)

Слайд 11

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI)

Диоксид серы

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) Диоксид серы
+ кислород (из воздуха)
1:1 (в объемном соотношении)
Температура: 400-450ºС
Давление: 1-2 атм
Катализатор: V2O5

2 SO2(г) + O2(г) ⇔ 2 SO3(г) + Q 

Избыточное количество кислорода смещает равновесие в правую сторону, т. е. увеличивается общий выход триоксида серы

Поэтому для получения триоксида серы необходимо использовать диоксид серы и кислород в объемном соотношении 1:1?

Слайд 12

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI)

Диоксид серы

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) Диоксид серы
+ кислород (из воздуха)
1:1 (в объемном соотношении)
Температура: 400-450ºС
Давление: 1-2 атм
Катализатор: V2O5

400–450°C - это компромиссная температура, при которой в равновесной смеси образуется довольно высокая доля триоксида серы, за очень короткое врем

2 SO2(г) + O2(г) ⇔ 2 SO3(г) + Q 

Почему реакцию проводят при температуре 400-450ºС?

Слайд 13

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI)

Диоксид серы

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) Диоксид серы
+ кислород (из воздуха)
1:1 (в объемном соотношении)
Температура: 400-450ºС
Давление: 1-2 атм
Катализатор: V2O5

Даже при этих относительно низких давлениях 99,5% диоксида серы превращается в триоксид серы. Из-за небольшого улучшения выхода на 0,5% не стоит увеличивать давление, а также затрат на создание высокого давления

2 SO2(г) + O2(г) ⇔ 2 SO3(г) + Q 

Почему, реакция проводится под давлением 1-2 атм?

Слайд 14

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI)

Диоксид серы

II стадия. Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) Диоксид серы
+ кислород (из воздуха)
1:1 (в объемном соотношении)
Температура: 400-450ºС
Давление: 1-2 атм
Катализатор: V2O5

Добавление катализатора не приводит к увеличению процентного содержания триоксида серы в равновесной смеси. Он только увеличивает скорость реакции. Без участия катализатора реакция происходит очень медленно. Катализатор обеспечивает скорость, необходимую для установления динамического равновесия в течение короткого времени между газами в реакторе

2 SO2(г) + O2(г) ⇔ 2 SO3(г) + Q 

Почему реакция проводится в присутствии катализатора?

Слайд 15

Контактный процесс: 3-стадия

В поглотительной башне оксид серы (VI), SO3 сначала реагирует
с

Контактный процесс: 3-стадия В поглотительной башне оксид серы (VI), SO3 сначала реагирует
концентрированной серной кислотой, H2SO4 с образованием продукта, называемого олеумом, H2S2O7.

SO3(г) + H2SO4(ж) ? H2S2O7(ж)

Слайд 16

Контактный процесс: 3-стадия

Затем олеум, H2S2O7 разбавляется водой с получением концентрированной серной кислоты,

Контактный процесс: 3-стадия Затем олеум, H2S2O7 разбавляется водой с получением концентрированной серной
H2SO4 в больших количествах.

H2S2O7(ж) + H2O(ж) ? 2H2SO4(ж)

Слайд 17

IIІ стадия. Получение серной кислоты из оксида серы (VI)

Почему для поглощения

IIІ стадия. Получение серной кислоты из оксида серы (VI) Почему для поглощения
оксида серы (VI) используется 98%
серная кислота, а не вода?

SO3(г) + Н2О(ж) → Н2SO4(ж) + Q

В газовой фазе небольшое количество водяных паров приводит к образованию мелких капель серной кислоты и образуется устойчивый туман, не впитывающийся в воду.

Слайд 18

Критерий оценивания: описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и

Критерий оценивания: описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и записывает
записывает уравнения реакций каждой стадий с указанием условия;

Тест:
Какое сырье необходимо для производства серной кислоты в контактном процессе?
Вода, воздух, сера
Аммиак, вода, кислород
Сырая нефть, воздух
2. Какой из трех этапов контактного процесса обратим?
Сжигание серы в кислороде с образованием диоксида серы
Реакция диоксида серы с кислородом с образованием триоксида серы
Реакция триоксида серы с водой с образованием серной кислоты

Слайд 19

Критерий оценивания: описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и

Критерий оценивания: описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и записывает
записывает уравнения реакций каждой стадий с указанием условия;

Тест:
3. Как называется катализатор, используемый в контактном процессе?
A. Железо
B. Никель
C. Оксид ванадия (V)

Слайд 20

Критерий оценивания: описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и

Критерий оценивания: описывает основные стадии получения серной кислоты контактным способом и записывает
записывает уравнения реакций каждой стадий с указанием условия;

Тест:
4. Триоксид серы необходимо абсорбировать концентрированной серной кислотой, а не добавлять непосредственно в воду. Почему?
A. Добавление воды замедлит реакцию.
B. Добавление воды будет очень экзотермическим
C. Добавление воды ускорит реакцию.
5.Что из следующего является правильным уравнением для производства триоксида серы на второй стадии контактного процесса?
A. 2SO2(г) + O2(г) ⇌ 2SO3(г)
B. 2SO2(г) + O2(г) → 2SO3(г)
C. 2S(т) + 3O2(г) → 2SO3(г)