课题2　人工固氮技术──合成氨

化工生产条件选择化工生产条件选择 一 基础知识回顾一 基础知识回顾 影响平衡移动 反应速率的因素影响平衡移动 反应速率的因素 多多快快 吸热反应 温度温度 放热反应 气体增多 压强压强 气体减小 浓度浓度 催化剂催化剂 练习练习 18 年全国 卷 已知 2SiHCl3 g SiH2Cl2 g SiCl4 g H 0 在 343 K 下 要提高 SiHCl3转化率 可采取的措施是 要缩短反应达到平衡的时 间 可采取的措施有 二 课堂练习二 课堂练习 1 工业制造硫酸的主要反应为 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 SO3 g H2O l H2SO4 aq 所用催化剂的主要成分为 V2O5 6 12 K2SO4 17 20 SiO2 50 70 能 使催化剂中毒 失去活性 的物质有砷 硒 氟等 二氧化硫工业生产时会引入砷 硒 氟 请根据以上信息讨论二氧化硫氧化反应的适宜生产条件 温度 压强 原料气配比等 及在生产过程中需要注意的事项 2 2 18 年天津卷改编 已知反应 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 0 CH4 g C s 2H2 g 按一定体积比加入 CH4和 CO2 在恒压下发生反应 相同时间 内 测得温度对 H2产率的影响如图所示 回答下列问题 1 为什么此反应优选温度为 900 而不考虑产率更高的 950 2 850 的产率和 900 接近 而且耗能更低 为什么不选择 850 3 1000 以后 为什么产率会下降 4 分析图中 500 850 上升迅速和 850 1000 上升缓慢的原因 三 课后作业三 课后作业 1 18 年全国 卷 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低 同时存在的消碳反应则 使积碳量减少 相关数据如下表 积碳反应 CH4 g C s 2H2 g 消碳反应 CO2 g C s 2CO g H kJ mol 1 75172 催化剂 X 3391活化能 kJ mol 1 催化剂 Y 4372 由上表判断 催化剂 X Y 填 优于 或 劣于 理由是 2 17 年天津卷 4FeSO4 O2 2H2SO42Fe2 SO4 3 2H2O 1 硫杆菌存在时 FeSO4被氧化的速率是无菌时的 5 105倍 该菌的作用是 2 由图 3 和图 4 判断使用硫杆菌的最佳条件为 若反应温度过高 反应 速率下降 其原因是 3 18 年北京卷 H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO2脱除 同时自身也会发生分解 相同投料比 相 同反应时间 不同温度下的有机碳脱除率如图所示 80 后脱除率变化的原因 4 17 年 卷 TiO2 xH2O 沉淀与双氧水 氨水反应 40min 所得实验结果如下表所示 温度 3035404550 TiO2 xH2O 转化率 9295979388 分析 40 时 TiO2 xH2O 转化率最高的原因 5 17 年全国 卷 丁烯是一种重要的化工原料 可由丁烷催化脱氢制备 回答下列问 题 1 正丁烷 C4H10 脱氢制 1 丁烯 C4H8 的热化学方程式如下 C4H10 g C4H8 g H2 g H1 已知 C4H10 g O2 g C4H8 g H2O g H2 119 kJ mol 1 1 2 H2 g O2 g H2O g H3 242 kJ mol 1 1 2 反应 的 H1为 kJ mol 1 图 a 是反应 平衡转化率与反应温度及压强的关 系图 x 0 1 填 大于 或 小于 欲使丁烯的平衡产率提高 应采取的 措施是 填标号 A 升高温度 B 降低温度 C 增大压强 D 降低压强 2 丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器 氢气的作用是活化催 化剂 出口气中含有丁烯 丁烷 氢气等 图 b 为丁烯产率与进料气中 n 氢气 n 丁烷 的关系 图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势 其降低的原因是 3 图 c 为反应产