2025年考点十七 反应速率与限度理论在化工生产上的应用

原 料 气的制备净化压缩合成分离液氨氮气、氢气的循环使用考点十七 反应速率与程度理论在化工生产上的应用.Ⅰ 课标规定认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。.Ⅱ 考纲规定理解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。.Ⅲ 教材精讲1.合成氨的反应原理：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）298K 时，△H==92.2kJ·mol—1特点：合成氨是一种气体体积缩小的放热的可逆反应。2.合成氨合适条件的选择（1）选择根据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、合适提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，减少温度、提高压强和适时分离反应产物氨；从实际生产的角度分析，温度和压强要与生产实际相适应。（2）选择原则：能加紧反应速率；提高原料的运用率；提高单位时间内的产量；对设备条件规定不能太高。（3）合成氨的合适条件：使用催化剂；合适的压强：2×107～5×107Pa；合适的温度：500℃左右；及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。（4）合成氨的简要流程：.Ⅳ 经典例题例 1.合成氨工业中，原料气（N2、H2、少许 CO、NH3）在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸取 CO，其反应为：[Cu(NH3)2]Ac +CO+NH3 [Cu(NH3)2]Ac·CO，其△H＜0（1）必须除去 CO 原因是 。N2 28 6.5H2 2 19.58.5==1/3 （物质的量之比）（2）醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸取原料气中 CO 的合适条件是 。（3）吸取 CO 后的醋酸铜氨液经合适处理又可再生，恢复其吸取 CO 的能力而循环使用，其再生的条件是 。【解析】由于吸取 CO 的反应特点是正反应为气体体积缩小的放热反应，则：（1）除去 CO 是为了防止催化剂中毒。（2）吸取 CO 的合适条件是选择高压、低温及浓氨水作溶液。（3）醋酸铜氨溶液再生的合适条件是高温、低压。例 2.将对空气的相对密度为 0.293 的 N2和 H2的混合气体通过一固定容积的密闭容器中合成氨，反应一段时间后，从该容器中出来的气体在 747℃、1.01×105Pa 的条件下测得其密度为 0.12g/L，此时达到平衡，求平衡时 N2的转化率。【解析】 起始时混合气的平均相对分子质量 M ==0.293×29==8.5又 设起始时 N2、H2的物质的量分别为 1mol 和 3mol，平衡时生成氨气的物质的量为xmol。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)起始量 1mol 3mol 0平衡量 (1－x/2)mol (3－3/2x)mol xmoln(平)== (1－x/2)mol + (3－3/2x)mol + xmol==（...