化学反应条件的优化――――工业合成氨.doc

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1、化学反应条件的优化――――工业合成氨[知识要点]：一、合成氨的化学平衡分析：工业合成氨是可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时△H=－92.2KJ·mol-1△S=－198.2J·K―1·mol―1可知，该反应在298K时是一个能进行的反应，同时也是气体的物质的量的减反应。[结论]因此温度压强将有利于化学平衡向生成的方向移动，在一定的温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为时，平衡混合物的氨的含量最高。二、合成氨的反应速率分析：特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度关系为v=kC(N2)C1.5(H2)C―1(NH3),可知，合成氨反应的速率与

2、氨气浓度的次方成，在反应过程中，随着氨气的浓度的增大，反应速率会逐渐，因此为保持足够高的反应速率，应适时将从混和气中分离出来。使用___________可以使合成氨反应的速率提高上万亿倍，此外温度越高，反应速率。[结论]有利于提高合成氨反应速率的措施有：①提高反应温度②使用催化剂③适当提高氮氢比④适时分离反应产物氨三、提高合成氨反应的平衡转化率和反应速率的措施提高反应的平衡转化率提高化学反应速率性质措施性质措施放热活化能高分子数减小低温时反应速率低平衡常数不大原料气浓度增加能提高反应速率氨气浓度增加能降低反应速率四、实际生产中采取的措施：目前，合成氨生产中一般选择作为催化剂。控制

3、反应温度在左右，根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致可分为（1×107Pa）、（2×107～3×108Pa）、(8.5×107~1×108Pa)三种类型，通常采用氮气与氢气物质的量之比为的投料比。且氮气氢气循环使用。目前的工艺条件下，合成氨厂出口气的氨含量一般为。五、合成氨生产流程合成氨的整个工业生产包括造气、净化、合成氨三大部分氮气来自于空气，将空气，先得液态，气体为造气氢气来自于含氢的天然气，煤、炼油产品，反应可表示为净化目的氨的分离（方法将液化）合成氨氮气、氢气的循环使用反应产生的热预热合成气反馈练习1、合成氨工业的生产中，应采取的适宜条件是（）A、高温高压

4、B、适宜的温度，高压催化剂C、低温低压D、高温，高压催化剂2、在一定温度和压强下，合成氨反应达到平衡时，下列操作不会使平衡发生移动的是（）A、恒温恒压时充入氨气B、恒温恒容时充入氮气C、恒温恒容时充入氦气D、恒温恒压时充入氦气3、工业合成氨一般采用700K左右的温度，其原因是（）①适当提高氨的合成速率②提高氢气的转化率③提高氨的产率④催化剂在700K时活性最大A、①B、①②C、②③④D、①④4、在合成氨工业中，达到下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是（）A、为增加NH3的日厂量，不断将NH3分离出来B、为增加NH3的日产量，使用催化剂C、为增加NH3的日产量而采用1×107Pa

5、～1×108Pa的压强D、为增加NH3的日产量，采用700K左右的高温5、二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g)N2O4(g)(正反应为放热反应)。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件较为适宜的是（）A、温度130℃、压强3.03×105PaB、温度25℃、压强1.01×105PaC、温度130℃、压强5.05×104PaD、温度0℃、压强5.05×105Pa6、下列事实中不能用勒夏特列原理来解释的是（）A、实验室常用排饱和食盐水法收集氯气B、加入催化剂有利于氨氧化的反应C、高压有利于合成氨的反应D、700K左右比室温更有利于合成氨的反应7、在密闭容器中进行下列可逆反应：N2＋3

6、H22NH3起始时，氮气和氢气分别为10mol和30mol，当反应达到平衡时N2的转化率为30％，若以NH3作为起始反应物，反应条件相同，要使其达平衡时各组分的物质的量分数和前者相同，则NH3的起始物质的量和它的转化率分别是（）A、20mol70%B、20mol30%C、10mol50%D、4mol35%8、在一定条件下，可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)达到平衡后，有50％的Y转化为Z，且X的转化率为25％，则起始时充入容器中的X和Y的物质的量之比为（）A、2：1B、1：1C、2：3D、3：29、下列关于合成氨工业的说法正确的是（）A、从合成塔出来的气体，其中氨一般占15％

7、，所以生成氨的工业效率低B、由于氨易液化，N2、H2可循环使用，所以总的来说氨的产率很高C、合成氨工业的温度控制在500℃左右，目的是使平衡向正反应方向进行D、合成氨采用20Mpa～50Mpa是因为该条件下催化剂的活性最高10、合成氨时必须除去原料气中的杂质，其主要原因是（）A、减少副反应B、提高N2、H2的浓度C、防止催化剂中毒D、不断移去NH311、在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积占25％，若反应前后条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比