考点十九反应速率与限度理论在化工生产上的应用
Ⅰ课标要求
认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
Ⅱ考纲要求
了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
Ⅲ教材精讲
1合成氨的反应原理：N2（g）3H2（g）2NH3（g）298K时，△H922kJmol1特点：合成氨是一个气体体积缩小的放热的可逆反应。2合成氨适宜条件的选择（1）选择依据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，降低温度、提高压强和适时分离反应产物氨；从实际生产的角度分析，温度和压强要与生产实际相适应。（2）选择原则：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设备条件要求不能太高。（3）合成氨的适宜条件：使用催化剂；适宜的压强：2×107～5×107Pa；适宜的温度：500℃左右；及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。（4）合成氨的简要流程：
氮气、氢气的循环使用
原料气的制备
净化
压缩
合成
分离
液氨
Ⅳ典型例题
例1合成氨工业中，原料气（N2、H2、少量CO、NH3）在进入合成塔之前，常用醋酸二氨
合铜（Ⅰ）溶液来吸收CO，其反应为：
CuNH32AcCONH3
CuNH32AcCO，其△H＜0
（1）必须除去CO原因是
。
（2）醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收原料气中CO的适宜条件是
。
（3）吸收CO后的醋酸铜氨液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力而循环使用，
其再生的条件是
。
【解析】由于吸收CO的反应特点是正反应为气体体积缩小的放热反应，则：
（1）除去CO是为了防止催化剂中毒。
（2）吸收CO的适宜条件是选择高压、低温及浓氨水作溶液。
（3）醋酸铜氨溶液再生的适宜条件是高温、低压。
例2将对空气的相对密度为293的N2和H2的混合气体通过一固定容积的密闭容器中合成
f氨，反应一段时间后，从该容器中出来的气体在747℃、101×105Pa的条件下测得其密度为12gL，
此时达到平衡，求平衡时N2的转化率。
【解析】∵起始时混合气的平均相对分子质量M293×2985
又
N228
65
85
13（物质的量之比）
H22
195
设起始时N2、H2的物质的量分别为1mol和3mol，平衡时生成氨气的物质的量为xmol。
N2g3H2g
2NH3g
起始量
1mol
3mol
0
平衡量
1－x2mol3－32xmolxmol

平1－x2mol3－32xmolxmol（4－x）mol
由PVmMRT得：MmRTPV12gL1×082atmLmolk×1020k÷1atm10gmol
据质量守恒得：1mol×28gmol3mol×2gmol÷4－x）mol10gmol
解得：x6
∴N2的转化率r