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1、第课时30第九章合成氨工业硫酸工业化学反应速率化学平衡1某工业生产中发生反应:2A(g)+B(g)2M(g);ΔH<0,下列有关该工业生产的说法正确的是()D2A.工业上合成M时,常采用高压条件,因为高压有利于M的生成B.由于物质B价廉易得,工业上一般采用加入过量的B,因加入过量的B可以增大正反应速率,减小逆反应速率,从而提高A的转化率C.工业上一般采用较高温度合成M,因温度越高,反应物的转化率越高D.工业生产中常采用催化剂,因为使用催化剂可提高M的日产量3下列关于硫酸工业的叙述正确的是()A.从燃烧炉出来的炉气一定要净化
2、B.SO2转化为SO3时采用高温,不仅能加快反应速率还能提高SO2的转化率C.SO2转化为SO3时采用常压,是因为增大压强不会提高SO2的转化率D.从上图中A口逸出气体的主要成分是:SO2、SO3、O2A4下列说法不正确的是()A.硫酸厂应该建在靠近原料产地的地区B.接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收C.由于常压下SO2转化为SO3的转化率很高,所以SO2接触氧化时不采用高压的反应条件D.工业“三废”的综合利用不仅减少污染,还可以获得有用的副产品A5合成氨工业条件选择和硫酸工业1.适宜生产条件选择的一般
3、原则(1)对任一可逆反应,增大反应物浓度,能提高反应速率和转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量,以提高另一原料的利用率,如氮气与氢气的配比为1.07∶3。6(2)对气体分子数减少的反应,增大总压使平衡向增大生成物的方向移动。但压强太大,动力消耗,设备要求,成本增高,故必须综合考虑。(3)对放热反应,升温,提高反应速率,但转化率降低,若温度太低,反应速率又太慢,故需使用适当的催化剂。对吸热反应,升温,加快反应速率,又能提高转化率,但要避免反应物或生成物的过热分解。(4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡,7但
4、使用时必须注意其活性温度范围,且防止催化剂“中毒”,延长使用寿命。2.硫酸工业(1)条件选择接触法生产硫酸是在常压下,采用400℃~500℃的温度、V2O5作催化剂。选择400℃~500℃的温度除综合考虑了温度对化学反应速率和化学平衡的影响外,还因为此时催化剂活性最大,选择常压是因为常压下该反应转化率就已经很高。8(2)综合经济效益的讨论93.合成氨工业条件选择合成氨工业通常采用500℃左右的温度、20MPa~50MPa的压强、铁触媒作催化剂。选择500℃左右的温度除综合考虑温度对化学反应速率和化学平衡的影响外,还因为此时
5、催化剂活性最大,选择20MPa~50MPa的高压是因为加压可加快反应速率和提高转化率,同时考虑了材料、动力、设备的因素。10【例1】1mol水蒸气和炽热的焦炭反应生成水煤气,反应吸热131.4kJ·mol-1。利用该反应生成的氢气和空气中的氮气合成氨,其反应的ΔH<0,氨可以用于制备硝酸。请回答:(1)生成水煤气的热化学反应方程式是;C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);ΔH=+131.4kJ·mol-1高温11(2)合成氨需要在较大压力下进行的原因是;(3)温度过高或者过低对合成氨的影响分别是;(4)由氨生成HN
6、O3的各步反应的化学方程式是。合成氨是体积减小的反应,加压有利于平衡向合成氨的方向移动温度过低反应速率慢,合成氨为放热反应,温度过高反应逆向进行4NH3+5O24NO+6H2O、催化剂△2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO12(5)某化肥厂由NH3制备HNO3,进而生产硝铵(NH4NO3)。假设由NH3氧化生产HNO3的总产率是85%,而HNO3和NH3完全反应生成NH4NO3。列式计算:①从NH3制取NH4NO3过程中,用于中和硝酸所需的氨占总的氨消耗量的分数:。②若氨的消耗总量为100kg,可生产NH
7、4NO3的量为。46%216kg13【答案】(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);ΔH=+131.4kJ·mol-1(2)合成氨是体积减小的反应,加压有利于平衡向合成氨的方向移动(3)温度过低反应速率慢,合成氨为放热反应,温度过高反应逆向进行(4)4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO(5)46%;216kg高温催化剂△14【变式1】(1)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义,工业合成氨生产示意图如右图所示。①X的化学式为。NH315②图中条件选定的主要
8、原因是(选填字母序号)。A.温度、压强对化学平衡影响B.铁触媒在该温度时活性大C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制BC16③改变反应条件,会使平衡发生移动。下图表示随条件改变,氨气的含量的变化趋势。当横坐标为压强时,变化趋势正确的是(选填字母序号);当横坐标为温度时,变化趋势正确的是(选填字母序号
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