定稿化学工艺流程中的温度控制

化学工艺流程中的温度控制【学习目标】理解温度控制在化学工艺流程中的意义，掌握控制反应条件的方法。理解温度对物质性质、反应原理的核心影响，掌握工艺流程中温度控制的基本原理。【活动过程】活动一：理解温度对物质性质的影响 【例题1】直接排放含SO2的烟气会危害环境。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3，其流程如图。吸收塔中的温度不宜过高，可能的原因有。【即时训练1】向pH为8的NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液“沉钒”，析出NH4VO3沉淀。沉钒温度需控制在70℃左右，温度不能过高的原因是。【归纳整理】活动二：理解温度对反应速率的影响【例题2】(21江苏节选)利用铜铈氧化物（xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属）催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO):n(O2):n(H2):n(N2)=1:1:49:49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是什么？【即时训练2】乙酸甲酯催化加氢制备乙醇主要涉及如下反应：①在180~200℃范围内，CH3COOCH3的转化率随温度升高而迅速增大的主要原因是。②温度高于220℃后，催化剂的催化活性下降，其原因可能是。【归纳整理】活动三：理解温度对化学平衡的影响【例题3】合成氨是常见储氢方法，已知

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0,针对反应速率与平衡产率矛盾，科学家研制出FeTiO2xHy双催化剂，通过光辐射产生温差，使工作时纳米Fe的温度为547℃，而TiO2xHy的温度为415℃，其催化合成氨机理如图所示。采用FeTiO2xHy双催化剂双温催化可以实现高速率、高产率合成氨，试分析：高温区采用纳米Fe催化剂和低温区采用TiO2xHy催化剂优点分别是什么？【例题4】(19江苏节选）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol−1反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol−1分析温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是什么？【归纳整理】【巩固练习】件不变，向含有催化剂的0.1mol·L−1NaHCO3溶液中通入H2，HCOO产率随温度变化如图1所示。温度高于70℃，HCOO产率下降的可能原因是。图1图2(21江苏节选）CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为1.01×105Pa下，将n起始(CO2)：n起始(CH4)=1:1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如右上图所示。800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率，其原因是。图1图2其他条件相同时，用SO2还原浸出Cu(AsO2)21h，不同温度下砷的浸出率如图1所示。随着温度升高，砷的浸出率先增大后减小的原因是。实验室从电解铜阳极泥(含Cu、Au、Ag2Se、Cu2Se等)中提取硒及银、金等贵金属，过程如图2。已知：SeO2升华温度为315℃。“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧，所得固体有CuO、Au、CuSeO3