化工生产能否做到又快又多

1、化工生产能否做到又快又多知识要点、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备三原料三阶段三反应(均放热)三设备净化黄铁矿或S造气高温4FeS2+11O2f 2Fe2O3+8SO2、点燃或 S+O2T SO2沸腾炉除尘(防止 催化剂 中毒)空气催化氧化2 SO2 + 02 F2 SO3接触室(含热 交换器)98.3% 浓硫酸SO3吸收SO3+H2O H2SO4吸收塔二、合成氨的适宜条件1合成氨条件的选择：N2+3H2# - 2NH3+Q,反应特点：常温下几乎不反应；正反应为气体体积减小的方向；正反应为放热反应方向。 适宜条件选择：(1 )适宜的压强：压强越大，有利于氨气的合成，但压强过大，所需动力大，材

2、料抗压性 要强，设备制造要求高，成本高，选择的压强在20 MPa至50 MPa。(2) 适宜的温度：温度越低越有利于氨的合成， 但温度太低，反应速率小，达平衡时间长， 单位时间产量低，因此反应温度不宜太低，同时考虑催化剂活性温度范围，500 C左右时， 催化剂活性最大。(3) 使用催化剂：催化剂不影响合成氨的平衡移动，但可以加快反应速率。(4) 其他：及时分离出氨，并不断补充N2和H2,促使平衡正向移动，有利于氨的合成。学法指导化工生产三原理在硫酸工业制法中的应用1 化学平衡和反应速率原理(1) 温度：二氧化硫催化氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断，温度较低对反应有利。但是，温度较

3、低时，反应速率低，考虑催化剂在400500 C活性最大，在实际生产中，选定400500C作为操作温度，这时反应速率和二氧化硫的转化率都比较理想。(2) 压强：二氧化硫催化氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应，根据化学平衡理论判断， 加压对反应有利，但是，在常压、 400500 C时，二氧化硫的转化率已经很高，加压必须增 加设备的抗压力，增大投资和能量消耗， 故在实际生产中，通常采用常压操作，并不采用高 压。2热交换原理：二氧化硫接触氧化是一个需要加热的反应，在接触室中生成的热量经 过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，为二氧化硫的接触氧化创造了有利条件，节约了能源；同时，避免了反应后

4、的混合气体因温度过高而抑制三氧化硫的形成，有利于平衡正向移动。3逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分接触反应。例如，热交换器中，冷的和热的气体(或液体)，采用逆流的方法进行热量交换；在SO3的吸收时，98.3%的浓硫酸由上淋下，气体由下往上，使吸收更完全。疑难解答如何选择工业合成氨的适宜条件在实际生产中，需要考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等多方面情况，以确定最佳的生产条件。反应条件对提高化学反应 速率的影响对提咼平衡混合物中氨 的体积分数的影响合成氨适宜条件的选择使用催化剂有利无一般选用铁触媒增大压强有利有利压强越高，对设备、材 料的要求也高。一般采用

5、2050MPa升高温度有利不利适宜温度，考虑催化剂 活性温度范围，一般选择500 C左右例题解析例1在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:2SO2（g）+O 2（g） 2SO3（g） + 196.6KJ（1 ）该反应在 （设备）中进行，这种生产硫酸的方法叫做 ;（2） 在实际生产中，操作温度选定400500C,这是因为 ;（3） 硫酸工业选定压强通常采用 ，作出这种选择的依据是 例2:在合成氨工业中，下列事实能否用勒夏特列原理来解释？说明理由。（1）500 C左右的温度比室温更有利于合成氨的反应。（2）使用催化剂有利于合成氨的反应。（3）高压有利于合成氨的反应。（4）向循环气体中

6、不断补充氮气和氢气，并将生成的氨气及时从混合气体中分离出去，这 样做有利于合成氨的反应。巩固练习一、选择题1 以下设备名称中不属于接触法制硫酸的是A 沸腾炉B 氧化炉2工业生产常采用加压措施的是（点燃A H2+CI2T 2HCIC. N2（g）+3H2（g）2NH3（g）3. 对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是A .提高反应物的转化率C.增大正反应速率，减小逆反应速率( )C .吸收塔D .接触室)电解B. 2NaCI+2H2O 2NaOH+ H2+CI2D. 2SO2+OL2SO3（ ）B .改变平衡混合物的组成D .以同样程度改变正逆反应的速率4. 合成氨生产过程中的措施与化学平衡移动

7、原理无关的是（）A .选择适当的催化剂B .增大体系压强C.增大氮气的浓度D .不断分离液氨5. 在硫酸工业制法中，下列生产操作及说明生产操作的主要原因二者都正确的是（A .从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO3会与杂质反应B .硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的不能燃烧C. SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使 SO3吸收完全D. SO2氧化为SO3需要使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率6. 对于可逆反应： N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）+Q。下列说法中正确的是（）A .达到平衡时，NH3的生成速率等于 NH3的分解速率B .达到平衡时，反应物和生成物的

8、浓度一定相等C.达到平衡时，若加入 N2,在重新达平衡时，NH3的浓度比原平衡时增大，H2的浓度比原平衡时增大D 达到平衡时，若升高温度，加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以 平衡向逆反应方向移动7工业上合成氨时一般采用 500 C左右的温度，其原因是()适当提高氨的合成速率提高H2的转化率提高氨的产率催化剂在500 C时活性最大A .只有B .C .D.&将H2和N2的混合气体通入合成塔中，经过1个小时达到平衡，此时N2、H2、NH3的浓度分别为3、7、4 (单位均为 mol/L ),则以下叙述正确的()N2的反应速率为 2mol/(L H2的反应速率为 7 mol/(L H2的

9、起始浓度为 13mol/LN2起始浓度为2 mol/LH2的转化率为46.2%A .B.C.D.9.有平衡体系CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)+Q ,为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是()a.高温、高压c.低温、低压10.二氧化氮存在下列平衡：B .适宜温度、高压、催化剂D .低温、高压、催化剂2NO2(g) 一 N2O4(g)+Q。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是(A .温度130C、压强C.温度130 C、压强)3.03 x 1PaB .温度 25 C、压强 1.01 X 怕a5.05 x 1paD .温度 0 C、压强 5.05 x 10a11.在N

10、2 +3H2 2NH3的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法中正确的是()A .正反应速率增大B.平衡向逆反应方向移动C.正反应速率大于逆反应速率D.逆反应速率先增大后变小12. 合成氨所需H2由煤和水反应制得，其中一步反应为：CO(g)+H 20(g) CO2(g)+ H2(g)+Q。 要使CO转化率提高，下列选择正确的是()A .增大H2O(g)的浓度B .增大CO的浓度C.升高温度D .增大压强二、填空题13. 某温度下，在 a L的密闭容器中，2SO2 +O22SO3 + Q，反应达到平衡，若向该容器中注入一定量的1一氧化硫气体,平衡向移动；若使容器内气体温度升高，平衡向移动，正反应

11、速率,逆反应速率；若充入与原平衡状态时容器中相同量的SO2、02、SO3,平衡向移动。14. 一定温度下某密闭容器中进行反应：N2+3H22NH3，达平衡后，(以下选填“向右”、“不”、“向左”)保持容器体积-定，通入N2,平衡移动。保持容器体积-定，通入Ar，平衡移动。保持容器压强-定,通入Ar，平衡移动。保持容器体积一定，通入N2、H2、NH3,使浓度都变为原来的 2倍，平衡移动。15.合成氨工业中，原料气(N2、H2、少量CO、NH3的混合气体)在进入合成塔前常用醋 酸二氨铜(I)溶液吸收原料气的 CO,其反应是：Cu(NH 3)2Ac+CO+ NH 3 Cu(NH 3)3Ac CO +

12、 Q(1) 必须除去原料气中 CO的原因是；(2) 醋酸二氨铜(I)溶液吸收 CO生产适宜条件是 ;(3) 吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，醋酸铜氨液再生的生产适宜条件是 。拓展提高16 .有A气体和B气体在一定条件下在一密闭容器中发生如下反应：A (g) + 3B (g) 2C (g) + Q (Q0)(1) 升高温度，该反应的正反应速率(v正)，逆反应速率(v逆),气体C的百分含量 。(以上均填 增大” 减小”或 不变”(2) 若增大压强，A的转化率 ;若已达平衡后再加入 A , A的转化率 。(以上均填 增大” 减小”或不一定”)(3) 若加压

13、到10X 101.3 KPa时，其它条件不变，发现平衡逆向移动，原因应该是 (填序号)A 由于体积变大，反应朝着体积增大方向移动C.由于体积变小了，反应朝着体积增大方向移动D .由于A和B的状态一定都发生了变化E.若B状态发生了变化，A状态可能发生了变化也可能没有变化(4 )下图表示上述反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系图。由图判断, 分含量最高的一段时间是 。(5 )据图判断反应在t2 t3这段时间内，曲线变 化的原因是, t5 t6时间内曲线变化的原因可能是 。(以上均填编号)A 加催化剂B 扩大容器的体积C.降低温度D 增大压强17.恒温下，将 a molN 2与b molH2的混合气体 通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(1) 若反应进行到某时刻t时，nt( N2)=13 mol ,nt ( NH 3) = 6 mol，计算 a 的值。(2) 反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L 数)为25%。计算平衡时 NH3的物质的量。(3) 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比，(4 )原混合气体中，a : b=B 由于只有A状态发生了变化