考点十七 反应速率与限度理论在化工生产上的应用VIP免费

第1页共10页原料气的制备净化压缩合成分离液氨氮气、氢气的循环使用编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共10页考点十七反应速率与限度理论在化工生产上的应用.Ⅰ课标要求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考纲要求了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：合成氨是一个气体体积缩小的放热的可逆反应。2.合成氨适宜条件的选择（1）选择依据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，降低温度、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：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设备条件要求不能太高。（3）合成氨的适宜条件：使用催化剂；适宜的压强：2×107～5×107Pa；适宜的温度：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典型例题例1.合成氨工业中，原料气（N2、H2、少量CO、NH3）在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收CO，其反应为：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)2]Ac·CO，其△H＜0第2页共10页第1页共10页N2286.5H2219.58.5==1/3（物质的量之比）编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共10页（1）必须除去CO原因是。（2）醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收原料气中CO的适宜条件是。（3）吸收CO后的醋酸铜氨液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力而循环使用，其再生的条件是。【解析】由于吸收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）吸收CO的适宜条件是选择高压、低温及浓氨水作溶液。（3）醋酸铜氨溶液再生的适宜条件是高温、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1mol3mol0平衡量(1－x/2)mol(3－3/2x)molxmoln(平)==(1－x/2)mol+(3－3/2x)mol+xmol==（4－x）mol由PV==m/M·RT得：M==mRT/PV==0.12g·L—1×0.082atmL/mol·k×1020k÷1atm==10g/mol据质量守恒得：(1mol×28g/mol+3mol×2g/mol)÷(4－x）mol==10g/mol解得：x==0.6N∴2的转化率==（0.6mol/2÷1mol）×100%==30%第3页共10页第2页共10页xN2（1体积）H2（3体积）压缩机热交换器有催化剂的合成塔冷凝器液氨编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共10页答：N2的转化率为30%。.Ⅴ跟踪训练一.选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填在其它地方无效）1.下面是合成氨的简要流程示意图：沿x路线回去的物质是A.N2和H2B.催化剂C.N2D.H22.合成氨所需的氢气可由水和煤反应制得，其中有一步反应为CO+H2OCO2+H2，其△H＜0。欲提高CO的转化率可采用的方法是①降低温度②增大压强③使用催化剂④增大CO的浓度⑤增大水蒸气的浓度A.①②③B.④⑤C.①⑤D.⑤3.在某合成氨厂的合成氨反应中，测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:8:1，出口处N2、H2、NH3的体积比为9:27:8，则N2的转化率为A.75%B.50%C.25%D.20%4.在固定容积的密闭容器中，氮气和氢气合成氨的反应达到了平衡，此时容器中含有0.1molN2、0.3molH2、0.2molNH3。若维持原来的条件，向该容器中再同时加入0.1molN2、0.3molH2、0.2molNH3，则A.正、逆反应速率同时增大，化学平衡不移动B.正、逆反应速率同时增大，平衡混合气中NH3的体积分数增大C.正、逆反应速率同时增大，化学平衡向逆反应方向移动D.正逆反应速率不变，化学平衡不移动第4页共10页第3页共10页zx...