课题2-人工固氮技术──合成氨.docx

化工生产条件选择
一、基础知识回顾
影响平衡移动、反应速率的因素

多
快
温度
吸热反应

放热反应

压强
气体增多

气体减小

浓度

催化剂

【练习】（18年全国Ⅲ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
1、工业制造硫酸的主要反应为:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H＜0， ①
SO3(g)+H2O(l) === H2SO4(aq) ②
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、（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
1、（18年全国Ⅱ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)
ΔH/(kJ·mol−1)
75
172
活化能/
(kJ·mol−1)
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
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Ⅰ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/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_______________________________________。
5、（17年全国Ⅱ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：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol-1。图（a）是反应①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）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。