智能考点十九  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，△H==92.2kJ·mol^—1
    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。
    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：
    [Cu(NH₃)₂]Ac CO NH₃     [Cu(NH₃)₂]Ac·CO，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0.293的N₂和H₂的混合气体通过一固定容积的密闭容器中合成氨，反应一段时间后，从该容器中出来的气体在747℃、1.01×10⁵Pa的条件下测得其密度为0.12g/L，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M ==0.293×29==8.5