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文檔簡介
1、0(A)D含含量量質質量量(M)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H0t1t2t產物含量產物含量T00BAC2、在容積固定的、在容積固定的2L的密閉容器中,充入的密閉容器中,充入A和和B各各4mol,發生,發生可逆反應可逆反應 A(g) + 2B(g) 2C(g),并達到平衡,以并達到平衡,以B的濃度改變表的濃度改變表示的反應速率示的反應速率V正正、V逆逆與時間的與時間的關系,如右圖。則關系,如右圖。則B的平衡濃度的平衡濃度的表示式正確的是(式中的表示式正確的是(式中S指對指對應區域的面積)應區域的面積) ( )A、4 Saob B、2 Saob C、4 Sabdo D、2 Sbod
2、B圖中陰影部分面積表示(圖中陰影部分面積表示( )A、A的濃度的減少的濃度的減少 B、B物質的量的減少物質的量的減少C、C的濃度的增加的濃度的增加 D、A物質的量的減少物質的量的減少C八、合成氨適宜條件的選擇八、合成氨適宜條件的選擇 在實際生產中,需要綜合考慮在實際生產中,需要綜合考慮反應速率、化學平衡、反應速率、化學平衡、原料選擇、產品和設備原料選擇、產品和設備等各方面的情況,還要兼顧等各方面的情況,還要兼顧實際條實際條件和生產成本件和生產成本,以確定最佳生產條件。,以確定最佳生產條件。 合成氨的反應原理為:合成氨的反應原理為: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應為放熱反應),
3、這是一個氣體體積縮小的、放(正反應為放熱反應),這是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。熱的可逆反應。(1)催化劑:催化劑:催化劑雖不能改變化學平衡,但可加催化劑雖不能改變化學平衡,但可加快反應速率,提高單位時間內的產量??旆磻俾?,提高單位時間內的產量。 (2)溫度:溫度:升高溫度可加快反應速率,但從平衡移動考升高溫度可加快反應速率,但從平衡移動考慮,此反應溫度不宜太高。選擇溫度的另一個重要因素是慮,此反應溫度不宜太高。選擇溫度的另一個重要因素是要使催化劑的活性最大。(即催化劑的活性溫度)要使催化劑的活性最大。(即催化劑的活性溫度)3、壓強:壓強:無論是反應速率,還是化學平衡,都要求壓強無論
4、是反應速率,還是化學平衡,都要求壓強要大,但生產設備又不能承受太大的壓強,而且壓力越大,要大,但生產設備又不能承受太大的壓強,而且壓力越大,消耗的動力越大、能源越多。消耗的動力越大、能源越多。4、濃度:濃度:在實際生產過程中,不斷補充在實際生產過程中,不斷補充N2和和H2,及時分,及時分離出離出NH3,不但可以加快反應速率,還能使平衡右移,提,不但可以加快反應速率,還能使平衡右移,提高高NH3的產量。的產量。二、合成氨的適宜條件二、合成氨的適宜條件N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)20MPa50MPa5000C鐵觸媒鐵觸媒濃度:濃度:nN2 :nH2 1:3,以提高,以提高H2的利用率。
5、的利用率。壓強:壓強:20MPa50MPa溫度:溫度:5000C左右(此時催化劑的活性最大)左右(此時催化劑的活性最大)催化劑:鐵觸媒催化劑:鐵觸媒反應原理為:反應原理為:三、三、合成氨工業的簡要流程合成氨工業的簡要流程原料原料氣體氣體凈化凈化液氨液氨分離分離合成合成壓縮壓縮N2、H2四、原料氣的制取四、原料氣的制取N2:方法:方法:液化空氣(液化空氣( N2先逸出)先逸出)方法方法:消耗空氣中的:消耗空氣中的O O2 2(例:(例:C+OC+O2 2=CO=CO2 2,除去,除去 COCO2 2可得可得N N2 2) H2:水煤氣法:水煤氣法C+H2O(氣)(氣) CO+H2CO+H2O(氣
6、)(氣) CO2+H2催化劑催化劑五、有關化學平衡的計算五、有關化學平衡的計算1、可逆反應達到平衡過程中物質濃度的變化關系、可逆反應達到平衡過程中物質濃度的變化關系(1)反應物的平衡量)反應物的平衡量 = 起始量起始量 轉化量轉化量 (2)生成物的平衡量)生成物的平衡量 = 起始量起始量 + 轉化量轉化量 (3)各物質轉化濃度之比等于它們在化學方程式中化學計量)各物質轉化濃度之比等于它們在化學方程式中化學計量 數之比數之比(4)化學平衡前后,同種元素原子的物質的量相等)化學平衡前后,同種元素原子的物質的量相等2、反應的轉化率、反應的轉化率C反應物起始濃度反應物起始濃度 C反應物平衡濃度反應物平
7、衡濃度 C反應物起始濃度反應物起始濃度100% n反應物起始時物質的量反應物起始時物質的量 n反應物平衡時物質的量反應物平衡時物質的量 n反應物起始時物質的量反應物起始時物質的量 100% (體積變化也可以)(體積變化也可以)3、產率、產率產率產率 = 100% 實際生成產物的物質的量(或體積、質量)實際生成產物的物質的量(或體積、質量)理論上可得到產物的物質的量(或體積、質量)理論上可得到產物的物質的量(或體積、質量) m A (g) +n B (g) p C (g) +q D (g) 反應達到平衡后,反應達到平衡后,C A ,B的轉化率可提高,但的轉化率可提高,但A的轉的轉化率一般降低;化
8、率一般降低; C B ,A的轉化率可提高,但的轉化率可提高,但B 的轉化率的轉化率一般降低。一般降低。4、反應物轉化率與濃度的關系、反應物轉化率與濃度的關系(1)對于多種物質參加的反應(氣、液態)對于多種物質參加的反應(氣、液態)同時增加同時增加A、B的濃度,的濃度,A、B的轉化率都增大。的轉化率都增大。 m +n p +q m +n p +q 同時增加同時增加A、B的濃度,的濃度,A、B的轉化率都減小。的轉化率都減小。 m +n= p +q 同時增加同時增加A、B的濃度,的濃度,A、B的轉化率都不變。的轉化率都不變。(2)對于分解反應,要視反應前后物質的化學計量)對于分解反應,要視反應前后物
9、質的化學計量數而定。數而定。例:例:2HI (g) H2 (g) + I2(g)例:例:2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g) 不論如何改變反應物的濃度,不論如何改變反應物的濃度,反應物的轉化率都不變。反應物的轉化率都不變。增加反應物的濃度時,增加反應物的濃度時,反應物的轉化率減小。反應物的轉化率減小。 m A(g) n B(g) + p C(g) m = n + p m n+ p六、反應物轉化率的計算及判斷:六、反應物轉化率的計算及判斷:C反應物起始濃度反應物起始濃度 C反應物平衡濃度反應物平衡濃度 C反應物起始濃度反應物起始濃度100% n反應物起始時物質的量反應物起始時物質的量 n
10、反應物平衡時物質的量反應物平衡時物質的量 n反應物起始時物質的量反應物起始時物質的量 100% m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g) 以上反應達到平衡后,增大反應物以上反應達到平衡后,增大反應物A的濃度,的濃度,B的轉的轉化率可提高,但化率可提高,但A的轉化率反而降低;增大反應物的轉化率反而降低;增大反應物B的的濃度,濃度,A的轉化率可提高,但的轉化率可提高,但B的轉化率反而降低。的轉化率反而降低。 在一定容密閉容器中,加入在一定容密閉容器中,加入m mol A,n mol B發生下列反應:發生下列反應:mA(氣氣) +nB(氣氣) pC(氣氣),平衡時,平衡時C的濃度為的濃
11、度為w molL-1,若,若維持容器體積和溫度不變,起始加入維持容器體積和溫度不變,起始加入a molA,b molB,c molC,要使平衡后要使平衡后C的濃度的濃度仍為仍為w molL-1,則則a,b,c必須滿足的關系是必須滿足的關系是 ( )(A) a:b:c=m:n:p ( B) a:b=m:n; ap/m+c=p (C) mc/p+a=m;nc/p+b=n (D) a=m/3;b=n/3; c=p/3 在某定容密閉容器中建立下列平衡,在某定容密閉容器中建立下列平衡, 3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g) 當起始時向容器中加入當起始時向容器中加入3molA、2molB時,達到平衡
12、時測的時,達到平衡時測的D的體積分的體積分數為數為 m%。 當起始時向容器中加入當起始時向容器中加入2molB、2molC、1molD時達到平衡時測的時達到平衡時測的D的的體積分數為體積分數為 n%。則。則m_n(、=)。)。 或或 = =在上述反應中如果加入在上述反應中如果加入B的量顏色加深,的量顏色加深,則有顏色的物質可能為則有顏色的物質可能為_.B、C 或或D 在一個固定體積的密閉的容器中,放入在一個固定體積的密閉的容器中,放入3升升X(氣氣)和和2升升Y(氣氣),在一定條件下發生下列反應:,在一定條件下發生下列反應: 4X(氣氣)+3Y(氣氣) 2Q(氣氣)+nR(氣氣)。達到平衡后,
13、容器內。達到平衡后,容器內溫度不變,混合氣體的壓強比原來增加溫度不變,混合氣體的壓強比原來增加5%,X的的濃度減小濃度減小1/3,則該反應方程式中的,則該反應方程式中的n值是值是 ( ) (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 在密閉容器中進行反應在密閉容器中進行反應N2+3H22NH3+Q, 一一定溫度下達到平衡,若將平衡體系中各物質濃度定溫度下達到平衡,若將平衡體系中各物質濃度都增加到原來的都增加到原來的2倍,則產生結果是倍,則產生結果是 ( ) 平衡不移動平衡不移動 平衡向正反應方向移動平衡向正反應方向移動 NH3的百分含量增加的百分含量增加 H2的轉化率增大的轉化率增大 達到新
14、平達到新平衡后容器的壓強等于原平衡的壓強的衡后容器的壓強等于原平衡的壓強的2倍倍 N2減減小小 NH3新新2NH3原原 (A) (B) (C) (D) DB 對于平衡對于平衡 C2H2+H2C2H4和和平衡平衡 2CH4C2H4+2H2,在其他,在其他條件不變時,溫度降低條件不變時,溫度降低 式向右式向右移動移動 式相左移動。則熱化學方式相左移動。則熱化學方程式程式C(固固)+2H2(氣氣)=CH4(氣氣)+Q1、2C(固固)+H2(氣氣)=C2H2(氣氣)+2Q2和和2C(固固)+2H2(氣氣)=C2H4(氣氣)+2Q3中中Q1、Q2、Q3值得大小比較是值得大小比較是 ( )(A) Q1Q2
15、Q3 (B) Q1Q3Q2 (C) Q2Q1Q3 (D) Q3Q2Q1 已建立化學平衡的某可逆反應,當改變條件使已建立化學平衡的某可逆反應,當改變條件使化學平衡向正反應方向移動時,下列有關敘述正化學平衡向正反應方向移動時,下列有關敘述正確的是確的是 ( ) 生成物的百分含量一定增加生成物的百分含量一定增加 生成物的產量一生成物的產量一定增加定增加 反應物的轉化率一定增大反應物的轉化率一定增大 反應物濃度反應物濃度一定降低一定降低 正反應速率一定大于逆反應速率正反應速率一定大于逆反應速率 使使用了合適的催化劑用了合適的催化劑 A (B) (C) (D) 下列事實中不能用平衡移動原理解釋的是下列事
16、實中不能用平衡移動原理解釋的是( )(A) 密閉、低溫是存放氨水的必要條件密閉、低溫是存放氨水的必要條件 (B) 實驗室用排飽和食鹽水法收集氯氣實驗室用排飽和食鹽水法收集氯氣 (C) 硝酸工業生產中,使用過量空氣以提高硝酸工業生產中,使用過量空氣以提高NH3的利用率的利用率 (D) 在在FeSO4溶液中,加入鐵粉以防止氧化溶液中,加入鐵粉以防止氧化DB 對于平衡體系:對于平衡體系:mA(氣氣)+nB(氣氣) pC(氣氣)+qD(氣氣)+Q,下列判斷正確的是,下列判斷正確的是( )(A) 若溫度不變,將容器的體積增大若溫度不變,將容器的體積增大1倍,此時倍,此時A的濃度變為原來的的濃度變為原來的0.48倍,倍, 則則m+np+Q (B) 若平衡時
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