化學(xué)提高轉(zhuǎn)化率的方法精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇化學(xué)提高轉(zhuǎn)化率的方法，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：反應(yīng)耦合，乙苯，苯乙烯，脫氫

中圖分類號(hào)：O414.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、概述

苯乙烯作為石油化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品、合成塑料和橡膠的主要原料，而全世界年產(chǎn)量1300萬(wàn)噸中90%是由乙苯高溫催化脫氫制得。這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法有很多缺陷。

近年來(lái)，反應(yīng)耦合技術(shù)的提出無(wú)疑成了解決這個(gè)問(wèn)題的熱點(diǎn)。耦合技術(shù)的特點(diǎn)就是對(duì)于受熱力學(xué)平衡限制的化學(xué)反應(yīng)，可以通過(guò)反應(yīng)耦合的方法來(lái)推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，從而降低反應(yīng)溫度，提高轉(zhuǎn)化率和選擇性，并降低能耗。常用的耦合技術(shù)有加氫-脫氫、吸熱-放熱、氧化-還原等反應(yīng)的耦合。乙苯脫氫制苯乙烯與逆水煤氣屬于加氫-脫氫的耦合。

二、反應(yīng)原理

乙苯脫氫制苯乙烯反應(yīng)為

乙苯在催化劑作用下脫去一分子氫生成苯乙烯，從反應(yīng)式上看，這是一個(gè)分子數(shù)增大的強(qiáng)吸熱反應(yīng)，高溫、低壓對(duì)反應(yīng)有利。但過(guò)高的溫度會(huì)使苯乙烯聚合，因此，工業(yè)上通常在600oC~650oC、常壓甚至負(fù)壓條件下進(jìn)行反應(yīng)。由于反應(yīng)溫度高，不僅容易導(dǎo)致乙苯裂解，產(chǎn)生苯、甲苯、CO、CH4、C2H4、CO2等副產(chǎn)物，而且催化劑也因結(jié)焦而很快失活；同時(shí)反應(yīng)受到熱力學(xué)平衡的限制，單程轉(zhuǎn)化率低。為了供給脫氫反應(yīng)所需熱量、稀釋反應(yīng)體系以增加平衡轉(zhuǎn)化率以及減緩結(jié)焦，往往通入大量的過(guò)熱水蒸汽（水/乙苯摩爾比為7~15），以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地從乙苯連續(xù)生產(chǎn)苯乙烯。另外，水蒸汽還可以防止催化劑因過(guò)度還原（還原為低價(jià)氧化物或金屬）引起的失活。但是大量水的潛熱在氣液分離器中損失，使得整個(gè)工藝過(guò)程的能耗問(wèn)題成為提高乙苯產(chǎn)率的瓶頸。在給定的一組條件下，反應(yīng)體系的各種轉(zhuǎn)化途徑在熱力學(xué)上都是可能的。實(shí)際的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物是由這些反應(yīng)的相對(duì)速度所控制的。大家都知道高溫有利于反應(yīng)平衡向目的產(chǎn)物移動(dòng)，但是在高溫時(shí)，裂解、氫解及生成焦炭的反應(yīng)比脫氫反應(yīng)更為有利，因而我們必須提高在熱力學(xué)上處于不利地位的脫氫反應(yīng)在整個(gè)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)。

反應(yīng)耦合技術(shù)是近年來(lái)為解決反應(yīng)轉(zhuǎn)化率受平衡限制的問(wèn)題而提出的新思路，由于其在石油化工等領(lǐng)域具有重要意義而倍受關(guān)注。乙苯脫氫制苯乙烯是一個(gè)受熱力學(xué)平衡限制的強(qiáng)吸熱反應(yīng)，將反應(yīng)耦合技術(shù)引入該過(guò)程，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。它通過(guò)加氫-脫氫、吸熱-放熱等反應(yīng)的耦合能夠大幅推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)平衡，降低反應(yīng)溫度，提高乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性。首先對(duì)反應(yīng)耦合做個(gè)初步的解釋：假設(shè)體系中存在兩個(gè)反應(yīng)，一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是另一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物之一：

反應(yīng)（1）：

反應(yīng)（2）：

反應(yīng)（3）：

如果反應(yīng)（1）的>>0，平衡常數(shù)K1

以及硝基苯加氫制苯胺反應(yīng)

乙苯脫氫反應(yīng)體系中以CO2代替水蒸汽，不僅可以降低反應(yīng)溫度約50oC、有力地推動(dòng)乙苯脫氫反應(yīng)平衡右移，更重要的是能夠?qū)⑸a(chǎn)每噸苯乙烯所需的能量從15.0108cal降低到6.3108cal甚至1.9108cal。

硝基苯加氫制苯胺為強(qiáng)放熱反應(yīng)，工業(yè)上采用固定床或流化床在氣相進(jìn)行，反應(yīng)溫度為300~475oC，反應(yīng)器設(shè)計(jì)和實(shí)際操作的關(guān)鍵是確保將大量反應(yīng)熱及時(shí)移出。如果能將該反應(yīng)與乙苯脫氫過(guò)程耦合，則不僅可實(shí)現(xiàn)加氫脫氫一體化，同時(shí)生產(chǎn)苯乙烯和苯胺，而且在能量上也是極為有利的。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯，則耦合反應(yīng)為微放熱（），可大大降低乙苯脫氫過(guò)程的能耗。

三、反應(yīng)結(jié)果分析

采用惰性介質(zhì)稀釋或與適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)耦合，可大大改善乙苯脫氫反應(yīng)性能。下圖比較了壓力為0.1MPa時(shí)，不同溫度下乙苯脫氫和與逆水煤氣變換反應(yīng)耦合體系中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率。對(duì)單純乙苯脫氫反應(yīng)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率較低，在690oC的高溫下轉(zhuǎn)化率才能達(dá)到70%。如果用惰性組分如N2稀釋反應(yīng)體系，則反應(yīng)物和產(chǎn)物的分壓降低，平衡轉(zhuǎn)化率提高，這也是工業(yè)上使用大量水蒸汽的原因之一。但是這種稀釋作用是有限的，在N2/乙苯=10時(shí)，500oC下乙苯平衡轉(zhuǎn)化率只有38%，而通過(guò)與逆水煤氣變換反應(yīng)耦合，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率可大幅度地提高，且隨CO2比例的增加而明顯增加。在CO2/乙苯=10時(shí)，500oC下即達(dá)64%，550oC下高達(dá)82%，體現(xiàn)出了顯著的反應(yīng)耦合效果。但由于逆水煤氣變換反應(yīng)為微吸熱反應(yīng)（），因此在能量上沒(méi)有耦合優(yōu)勢(shì)。

圖1 乙苯脫氫與逆水煤氣變換的耦合作用：不同原料摩爾比對(duì)乙苯平衡轉(zhuǎn)化率的影響（反應(yīng)壓力為0.1MPa）

圖2 單純逆水煤氣變換反應(yīng)：不同原料摩爾比對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響（反應(yīng)壓力為0.1MPa）

此外，單純逆水煤氣變換反應(yīng)以及在耦合反應(yīng)中，壓力為0.1MPa時(shí)不同原料比對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響見圖2和圖3。通過(guò)比較，我們可以發(fā)現(xiàn)：低溫下（

圖3耦合反應(yīng)中逆水煤氣變換反應(yīng)：不同原料摩爾比對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響（反應(yīng)壓力為0.1MPa）

圖4給出了壓力為0.1MPa時(shí)，不同原料摩爾比下乙苯脫氫與硝基苯加氫制苯胺耦合反應(yīng)體系中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化。可見，與硝基苯加氫反應(yīng)耦合后乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率大幅度地提高，并且隨著原料中乙苯的摩爾分?jǐn)?shù)降低而增加。當(dāng)原料乙苯/硝基苯比降低到3時(shí)，乙苯和硝基苯的平衡轉(zhuǎn)化率同時(shí)達(dá)到最大（見圖5），繼續(xù)降低原料乙苯/硝基苯比，則乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率不會(huì)進(jìn)一步增加。這是因?yàn)楦鶕?jù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯。由圖2-7還可看出，硝基苯在較低溫度下即可完全轉(zhuǎn)化，而無(wú)論硝基苯的量多大，乙苯只有在較高溫度下平衡轉(zhuǎn)化率才可接近100%。

在溫度高于400oC時(shí)，乙苯和硝基苯（摩爾比為3）可定量地轉(zhuǎn)化為苯乙烯和苯胺。如果可以找到一個(gè)優(yōu)良的催化劑，則可在適當(dāng)?shù)臈l件下將原料乙苯和硝基苯全部轉(zhuǎn)化為苯乙烯和苯胺。該耦合反應(yīng)體系為微放熱（）過(guò)程，在能量上也是極為有利的，實(shí)際中可望實(shí)現(xiàn)自熱。

圖4 乙苯脫氫與硝基苯(NB)加氫耦合作用：不同原料摩爾比對(duì)乙苯轉(zhuǎn)化率的影響（反應(yīng)壓力為0.1MPa）

圖5 乙苯脫氫與硝基苯加氫反應(yīng)的耦合：不同原料摩爾比對(duì)乙苯及硝基苯轉(zhuǎn)化率的影響（反應(yīng)壓力為0.1MPa）

四、反應(yīng)結(jié)果比較

乙苯脫氫可以很好地與這二種反應(yīng)耦合，使反應(yīng)溫度大幅下降，或在給定溫度下使乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率大幅度提高。其中硝基苯加氫反應(yīng)耦合則遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于與其它反應(yīng)的耦合，可以在400 oC下使乙苯定量地轉(zhuǎn)化為苯乙烯。在能量上，乙苯脫氫和逆水煤氣變換為吸熱反應(yīng)，而與硝基苯加氫為放熱反應(yīng)，因此乙苯脫氫與硝基苯加氫反應(yīng)耦合在能量上更為有利。

五、總結(jié)

篇2

[關(guān)鍵詞]化學(xué)助劑 有機(jī)氯

中圖分類號(hào)：TE622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）06-0143-02

1 引言

目前化學(xué)助劑檢測(cè)的主要方法為Q/SHCG 39-2012《油田化學(xué)助劑有機(jī)氯含量測(cè)量方法》，此標(biāo)準(zhǔn)闡述了化學(xué)助劑檢測(cè)的原理和步驟，但在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些難點(diǎn)，直接影響檢測(cè)速度和檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，本文通過(guò)有機(jī)氯檢測(cè)技術(shù)研究與攻關(guān)，闡述在檢測(cè)過(guò)程中的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

2 化學(xué)助劑檢測(cè)原理

樣品經(jīng)氧瓶燃燒分解后有機(jī)氯轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)氯，通過(guò)NaOH溶液吸收后，用鹽含量測(cè)定儀測(cè)出總氯的含量，再減去無(wú)機(jī)氯，即為油田化學(xué)助劑中的有機(jī)氯含量。

鹽含量測(cè)定儀測(cè)試Cl-原理：將處理后的樣品注入含一定量銀離子的乙酸電解液中，試樣中的氯離子即與銀離子發(fā)生反應(yīng)：

Cl-+Ag+=AgCl

反應(yīng)消耗的銀離子由發(fā)生電極電生補(bǔ)充，通過(guò)測(cè)量電生銀離子消耗的電量，根據(jù)法拉第定律即可求得氯離子含量。

3 有機(jī)氯檢測(cè)的影響因素

在日常檢測(cè)過(guò)程中，要確保油田化學(xué)助劑有機(jī)氯含量測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，分析和判定出影響檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是十分重要的。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)期實(shí)際操作和比對(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在樣品的稱量、樣品的清洗和轉(zhuǎn)移、固體類助劑燃燒、鹽含量測(cè)定儀轉(zhuǎn)化率以及人員等環(huán)節(jié)存在一些需要引起注意的地方，處理不好會(huì)大大影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.1樣品的稱量

化學(xué)助劑中大部分試樣都是易揮發(fā)的，稱量過(guò)程中極易損失，處理不好會(huì)大大影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.2樣品的清洗和轉(zhuǎn)移

標(biāo)準(zhǔn)Q/SHCG 39-2012規(guī)定：用蒸餾水分三次沖洗氧燃燒瓶壁和支持桿，移至100ml容量瓶中，最后定溶至100ml。

在實(shí)際清洗過(guò)程中，三次清洗的用水量不同會(huì)產(chǎn)生不同清洗效果，從而影響檢測(cè)結(jié)果，每次用多少量的水清洗能達(dá)到最佳效果成為難點(diǎn)。

3.3固體類助劑的燃燒

在標(biāo)準(zhǔn)Q/SHCG 39-2012中并未明確規(guī)定固體類助劑的檢測(cè)細(xì)節(jié)，常規(guī)固體類助劑檢測(cè)方法有如下兩種；

a.研磨成粉后直接燃燒；

b.配制溶液，然后稱取溶液進(jìn)行燃燒。

兩種方法的如何選擇，兩種方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響有多大成為難點(diǎn)。

3.4鹽含量測(cè)定儀的轉(zhuǎn)化率

Q/SHCG 39-2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：氯離子標(biāo)樣的平均轉(zhuǎn)化率應(yīng)在80%-100%之間。

在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，鹽含量測(cè)定儀的轉(zhuǎn)化率經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)化率低于80%的情況，應(yīng)該如何處理成為難點(diǎn)。

3.5人員

在標(biāo)準(zhǔn)Q/SHCG 39-2012并未對(duì)檢測(cè)人員有相應(yīng)規(guī)定。

但在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，同一實(shí)驗(yàn)，總氯和無(wú)機(jī)氯檢測(cè)為不同的人員檢測(cè)，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。

4 有機(jī)氯檢測(cè)技術(shù)的要點(diǎn)控制

4.1樣品的稱量

對(duì)于易揮發(fā)的化學(xué)助劑，要減少失重誤差。通過(guò)在檢測(cè)中的大量實(shí)驗(yàn)證明：吸收樣品的脫脂棉不能松散，必須把脫脂棉捏成緊致的棉球，減少樣品的揮發(fā)量，樣品必須滴在棉球上，稱量過(guò)程讀數(shù)變化較快，所以稱量過(guò)程要快，且以第一次穩(wěn)定讀數(shù)為準(zhǔn)。

4.2樣品的清洗和轉(zhuǎn)移

勝利油田樣品的清洗方法：只清洗兩次，每次用水量40ml，然后定容至100ml。

根據(jù)調(diào)研，最常用的清洗方案還有：30-30-30ml和40-30-20ml兩種。

實(shí)驗(yàn)室為確定最佳清洗用水量，用標(biāo)樣（10mg/L NaCl）進(jìn)行燃燒后清洗，結(jié)果如下：

表格分析：因?yàn)樵诔醮吻逑囱跞紵繒r(shí)，瓶?jī)?nèi)無(wú)機(jī)氯含量最多，應(yīng)盡可能的多用水來(lái)溶解瓶?jī)?nèi)無(wú)機(jī)氯，避免在此過(guò)程產(chǎn)生無(wú)機(jī)氯的損失；第二次可采用30ml來(lái)清洗，因?yàn)樵诖舜吻逑催^(guò)程中，絕大部分無(wú)機(jī)氯已被轉(zhuǎn)移，故可清洗用水可不需太多，最后用20ml蒸餾水進(jìn)行掃底清洗。所以方案3應(yīng)為最佳清洗方法。

4.3固體類助劑的燃燒

在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室以粘土穩(wěn)定劑JS-7進(jìn)行了兩種方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

表格分析：固體類助劑研磨后直接燃燒，只有在清洗過(guò)程中產(chǎn)生部分損失，嚴(yán)格控制清洗程序，可使損失減至最少；而配制成溶液后，再用溶液進(jìn)行燃燒，屬于間接測(cè)量，造成的損失量會(huì)明顯增強(qiáng)。因此，應(yīng)優(yōu)先選擇直接燃燒法。

4.4鹽含量測(cè)定儀的轉(zhuǎn)化率

勝利油田對(duì)轉(zhuǎn)化率低的處理方法是只要滿足下列三個(gè)條件時(shí)，則認(rèn)定此轉(zhuǎn)化率為可行，條件如下：

①轉(zhuǎn)化率不低于50%；

②轉(zhuǎn)化率測(cè)定時(shí)，幾次轉(zhuǎn)化率的平穩(wěn)性好、重復(fù)性好；

③轉(zhuǎn)化率測(cè)定結(jié)束后，用標(biāo)樣做樣品反注，所測(cè)值不超過(guò)真值的±5%。

我實(shí)驗(yàn)室與勝利油田實(shí)驗(yàn)室的差別：勝利油田的鹽含量測(cè)定儀有轉(zhuǎn)化率自動(dòng)補(bǔ)償程序，而我實(shí)驗(yàn)室的鹽含量測(cè)定儀無(wú)此程序。

因此，我實(shí)驗(yàn)室鹽含量測(cè)定儀的轉(zhuǎn)化率必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的80%以上，否則損失量過(guò)大，對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室的分析研究，對(duì)策臺(tái)下：

①與廠家聯(lián)系，升級(jí)鹽含量測(cè)定儀的程序，增加自動(dòng)補(bǔ)償程序；

②在未升級(jí)前，通過(guò)實(shí)驗(yàn)前對(duì)電解池進(jìn)行光照來(lái)提高轉(zhuǎn)化率，光照的時(shí)間確定如下：

表格分析：當(dāng)電解池見光時(shí)，電解池內(nèi)的銀棒電極會(huì)遇光分解，使Ag+離子增強(qiáng)，從而使轉(zhuǎn)化率升高。但光照會(huì)使電極壽命減少，不宜進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的光照，從表格可看出，最佳光照時(shí)間可確定為：5-7min。

4、5檢測(cè)人員的要求

為確定同一實(shí)驗(yàn)，總氯和無(wú)機(jī)氯檢測(cè)分別為不同的人員檢測(cè)，會(huì)產(chǎn)生多大的誤差，實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品殺菌劑進(jìn)行了不同人員的測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果如下：

表格分析：從表格可看出，每個(gè)檢測(cè)人員所檢測(cè)出的有機(jī)氯均在300ppm左右；但如果總氯和無(wú)機(jī)氯檢測(cè)分別為兩個(gè)不同的人，則所檢測(cè)出的結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生較大誤差。因此，在檢測(cè)過(guò)程中，總氯檢測(cè)和無(wú)機(jī)氯檢測(cè)必須為同一人。

5 結(jié)論

1.稱樣過(guò)程要快，時(shí)間不能超過(guò)30s；

2.氧燃燒瓶清洗最佳用水量為：40ml-30ml-20ml；

3.固體類助劑燃燒，應(yīng)優(yōu)先選用直接燃燒法，只有當(dāng)固體類助劑不能直接燃燒時(shí)，才選用配溶液燃燒法；

4.當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%時(shí)的光照時(shí)間約為5-7min；

5.總氯檢測(cè)和無(wú)機(jī)氯檢測(cè)必須為同一人員。

篇3

關(guān)鍵詞：粗錫酸鈉 合成 錫轉(zhuǎn)化率

目前工業(yè)上生產(chǎn)錫酸鈉主要采用堿解法，堿解法以含錫物料為原料，與氫氧化鈉和水反應(yīng)合成粗錫酸鈉，粗錫酸鈉用水浸出得到錫酸鈉溶液，溶液再經(jīng)過(guò)除雜、過(guò)濾、結(jié)晶得到錫酸鈉晶體，晶體經(jīng)烘干、包裝后得到錫酸鈉產(chǎn)品。此方法產(chǎn)出的錫酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量好，但存在著錫的轉(zhuǎn)化率偏低、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題。

本文針對(duì)堿解法生產(chǎn)的不足，研究粗錫酸鈉合成各種物料配比、煅燒時(shí)間、煅燒溫度等工藝的參數(shù)，并確定最佳工藝參數(shù)。提高粗錫酸鈉合成過(guò)程中錫的轉(zhuǎn)化率、降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、試驗(yàn)部分

1.試驗(yàn)原料及設(shè)備

試驗(yàn)采用的原料主要是本公司其它工序所產(chǎn)生的含錫廢渣，即陽(yáng)極泥、鍋面渣和錫粉篩上物等；

試驗(yàn)采用的輔助材料有工業(yè)級(jí)硝酸鈉、工業(yè)級(jí)氫氧化鈉；

試驗(yàn)設(shè)備：滾動(dòng)電阻爐。

2.試驗(yàn)原理

2Sn+3NaOH+NaNO3+3H2O =2Na2SnO3+NH3（1）

2SnO+4NaOH+O2=2Na2SnO3+2H2O （2）

3.試驗(yàn)方法

采用堿解法將含錫物料按一定的比例進(jìn)行搭配，在高溫下與氫氧化鈉、硝酸鈉和水反應(yīng)合成粗錫酸鈉，并將粗錫酸鈉浸出、除雜后制成錫酸鈉產(chǎn)品。

二、試驗(yàn)結(jié)果與討論

1.各種物料配比參數(shù)研究

本文以反應(yīng)物料理論配比為基準(zhǔn)比例，再在基準(zhǔn)比配比情況下進(jìn)行研究調(diào)整，找出最佳的配料方案。試驗(yàn)研究過(guò)程就是分別將這些物料按Sn：NaOH：NaNO3：H2O=100：50：38：30、100：50：40：30、100：55：38：30、100：55：40：30、100：60：38：30、100：60：40：30的比例配好后，于300℃反應(yīng)1小時(shí)后，再放入800℃的馬沸爐中煅燒，通過(guò)分析測(cè)定煅燒后的粗錫酸鈉中NaOH、NO3-的含量和錫的轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)，確定最佳的各種物料配比方案。

試驗(yàn)表明，由于水、NaOH和NaNO3過(guò)量越多，粗錫酸鈉中NaOH、NO3-的含量增大，錫的轉(zhuǎn)化率也越高，轉(zhuǎn)化率從73.1%上升到86.7%。但當(dāng)制備出來(lái)的粗錫酸鈉中游離NaOH 的含量>5%，NO3-的含量>1%時(shí)，經(jīng)除雜、濃縮、烘干得到最終的錫酸鈉產(chǎn)品中的游離堿（NaOH）的含量>3.5%和NO3-的含量>0.1%，不符合指標(biāo)錫酸鈉產(chǎn)品國(guó)標(biāo)要求，通過(guò)試驗(yàn)研究，當(dāng)物料的配比為Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30時(shí)，錫的轉(zhuǎn)化率為90.7%，最終的錫酸鈉產(chǎn)品游離堿（NaOH）的含量在2.5%～3.0%、NO3-的含量

2.粗錫酸鈉合成的煅燒溫度的研究

采用物料的配比為Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30在溫度分別為：700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃條件下進(jìn)行煅燒溫度的試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，當(dāng)煅燒溫度達(dá)到850℃～900℃時(shí)，錫的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高，可達(dá)到94.18%，溫度大于900℃后，錫的轉(zhuǎn)化率與溫度在850℃～900℃時(shí)的錫的轉(zhuǎn)化率相當(dāng)，由于溫度過(guò)高，在生產(chǎn)過(guò)程中難于控制，且對(duì)設(shè)備要求較高，因此，控制煅燒溫度在850℃～900℃最為適合。

3.粗錫酸鈉合成的煅燒時(shí)間的研究

采用物料的配比為Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30，在煅燒溫度850℃～900℃條件下，控制煅燒時(shí)間分別為20、40、60、80、100、120min進(jìn)行煅燒時(shí)間試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)煅燒時(shí)間達(dá)60min后，錫的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大為95.26%，煅燒時(shí)間再延長(zhǎng)時(shí)，錫的轉(zhuǎn)化率提升得并不明顯，在生產(chǎn)中本著節(jié)能降本的原則，煅燒時(shí)間不適為長(zhǎng)，因此，控制煅燒時(shí)間為60min最為適宜。

4.粗錫酸鈉合成的煅燒溫度對(duì)產(chǎn)品白度影響的研究

在煅燒過(guò)程中，如果溫度過(guò)錫，錫在轉(zhuǎn)化時(shí)未完全被硝酸鈉所氧化，有部分氧化亞錫存在，因此氧化亞錫顏色為藍(lán)黑色的，影響錫酸鈉產(chǎn)品的白度。試驗(yàn)研究了400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃煅燒溫度對(duì)產(chǎn)品白度的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)煅燒溫度達(dá)到800℃后，產(chǎn)品的白度達(dá)到95以上，經(jīng)調(diào)查，用戶對(duì)產(chǎn)品外觀較為滿意。因此，再次表明煅燒溫度在850℃～900℃不僅錫轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品白度也進(jìn)一步提高。

綜合以上條件試驗(yàn)結(jié)論，我們得出最佳粗錫酸鈉合成的工藝參數(shù)為：物料配比Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30，煅燒溫度850℃～900℃，煅燒時(shí)間為60min。

5.試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)試驗(yàn)研究得到以下工藝參數(shù)：

粗錫酸鈉合成的物料配比是Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30，煅燒溫度850℃～900℃，煅燒時(shí)間為60min，使錫的轉(zhuǎn)化率>95%；利用試驗(yàn)研究得到的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行了五批次的工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果顯示五份樣品的所含的Sn、Pb、Sb、As、Fe、NaoH、NO3-和堿不容物均符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)計(jì)算得錫轉(zhuǎn)化率為95.26%。可見產(chǎn)出的錫酸鈉產(chǎn)品品質(zhì)已過(guò)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。優(yōu)化粗錫酸鈉合成工藝后產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

三、結(jié)論：

通過(guò)優(yōu)化了錫酸鈉合成過(guò)程中的物料配比、煅燒溫度850℃～900℃、煅燒時(shí)間為60min等工藝參數(shù)，可使粗錫酸鈉在合成過(guò)程中錫的轉(zhuǎn)化率由原來(lái)的70%～75%提高到95 %以上。此方法提高了產(chǎn)品直收率，降低了生產(chǎn)成本，錫酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中非常值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃位森.錫[M].北京冶金工業(yè)出版社.2000

[2] 李仕慶 葉有明.錫化工生產(chǎn).廣西科學(xué)技術(shù)出版社.2008

篇4

【關(guān)鍵詞】對(duì)叔丁基苯甲酸；催化氧化；收率

對(duì)叔丁基苯甲酸（簡(jiǎn)稱PTBT）是一種重要的化學(xué)物質(zhì)，我們?nèi)粘Ｉ钪械暮芏鄸|西都應(yīng)用到PTBT，如汽車除臭劑的添加劑、合金的防腐劑、聚丙烯成核劑、油添加劑以及口服藥的外膜等。目前生產(chǎn)PTBT的方法主要有以氧氣為氧化劑的高溫氣相氧化法、電化學(xué)氧化法、以及有液相溶劑氧化法和液相無(wú)溶劑氧化法。高溫氣相氧化法的反應(yīng)溫度較高，一般為420℃左右，但其催化劑的制備方法較為復(fù)雜且能耗大，所以在日常生活中應(yīng)用較低；而電化學(xué)氧化法制造PTBT無(wú)污染，但其收率較低，不適合應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中；而有液相溶劑氧化法利用溶劑促進(jìn)反應(yīng)物與催化劑的充分接觸。反應(yīng)的溫度也較低，容易達(dá)到，一般在60～140℃。其PTBT的收率較電化學(xué)氧化法高，并且能耗低。

1、PTBT合成實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原材料

用蒸餾法提純PTBT、Co（OOCCH3）2·4H2O（CP）、醋酸（AR）、NaBr（AR）、冰乙酸。

1.2液相醋酸溶劑氧化法

選用250ml的不銹鋼高壓釜作為該氧化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用機(jī)械攪拌，在高壓釜的底部要設(shè)有出料口和進(jìn)氣口。分別記錄在0.6MPa的壓力下，溫度為80攝氏度和70攝氏度時(shí)的吸氧量。常壓下的液相氧化反應(yīng)用玻璃塔式鼓泡床反應(yīng)器作為實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)測(cè)產(chǎn)物收率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。

1.3液相無(wú)醋酸溶劑氧化法

反應(yīng)裝置與液相醋酸溶劑氧化法的發(fā)生裝置相同，仍為250ml的不銹鋼高壓釜。取30g的PTBT，2g的Co（OOCCH3）2·4H2O以及1g的NaBr，并將各種原料混合在一起，在130攝氏度、0.5MPa的條件下反應(yīng)8小時(shí)，待反應(yīng)結(jié)束后用結(jié)晶法對(duì)料液進(jìn)行分離處理。

1.4分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)使用以下分析儀器：IR、NMR、GC/MS以及GC等，其中GC的色譜柱為10%SE-30，白色101擔(dān)體，柱長(zhǎng)為2m，內(nèi)徑為3mm，柱體溫度為180攝氏度，氣化室的溫度為210攝氏度，檢測(cè)器的溫度為240攝氏度。用齊列熔點(diǎn)法測(cè)PTBT的熔點(diǎn)，其值為164.5～166.5攝氏度。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1溫度對(duì)吸氧量的影響

在壓力恒定不變的條件下，分別進(jìn)行了溫度在80攝氏度和70攝氏度時(shí)的吸氧量與時(shí)間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出，壓力恒定的條件下無(wú)誘導(dǎo)期存在，溫度越高對(duì)反應(yīng)時(shí)氧氣的吸收速率越快，在80攝氏度的條件下，開始時(shí)吸氧量與時(shí)間呈線性增長(zhǎng)關(guān)系，但在反應(yīng)大概30分鐘以后，吸氧量基本不再隨時(shí)間的增加而增大，基本達(dá)到飽和狀態(tài)。而在反應(yīng)溫度為70攝氏度時(shí)，反應(yīng)30分鐘后，吸氧量是相同時(shí)間下溫度為80攝氏度時(shí)吸氧量的二分之一。

2.2溫度對(duì)收率的影響

在壓力相同的條件下，反應(yīng)的溫度對(duì)產(chǎn)物的收率存在著很大的影響。當(dāng)反應(yīng)溫度較高時(shí)，如當(dāng)溫度高于90攝氏度時(shí)，反應(yīng)速度相較于低溫度時(shí)會(huì)明顯加快，但其副反應(yīng)也隨之加劇。其產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率雖然很高，但是選擇性很低，產(chǎn)物收率較溫度為80攝氏度時(shí)要低很多。而在反應(yīng)溫度較低時(shí)，如在60攝氏度時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率會(huì)明顯下降，產(chǎn)物收率也很低，大概只有30.2%左右。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，最適宜的反應(yīng)溫度應(yīng)為80攝氏度，在這個(gè)溫度下反應(yīng)0.5小時(shí)，其產(chǎn)物的收率就可達(dá)到95%。

2.3反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物收率的影響

研究表明，在常壓條件下進(jìn)行PTBT的催化氧化反應(yīng)存在誘導(dǎo)期，在反應(yīng)的1.5小時(shí)后開始。大概2小時(shí)后，反應(yīng)液有一部分轉(zhuǎn)化為Co，反應(yīng)液呈淡綠色，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率非常低，產(chǎn)物收率只有7.8%。但隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會(huì)有明顯的提高，產(chǎn)物收率也會(huì)隨之相應(yīng)增加。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到8小時(shí)后，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，而產(chǎn)物的收率也達(dá)到了89%。

2.4有醋酸溶劑與無(wú)醋酸溶劑對(duì)比

目前多采用液相有醋酸溶劑氧化法來(lái)合成PTBT，其優(yōu)勢(shì)在于醋酸能夠提高催化劑的溶解度，同時(shí)還可溶解高沸點(diǎn)的PTBT產(chǎn)物，防止在濃度較高時(shí)有產(chǎn)物析出。但用醋酸作為溶劑在工業(yè)生產(chǎn)中也存在許多問(wèn)題，醋酸會(huì)加快設(shè)備的腐蝕，并且由于醋酸溶劑的加入，降低了原料與催化劑的相對(duì)濃度，會(huì)使反應(yīng)速度降低，延長(zhǎng)反應(yīng)周期。Co催化劑在醋酸溶液中很容易發(fā)生二聚現(xiàn)象，很容易使催化劑失活，影響反應(yīng)的進(jìn)行。在對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純時(shí)，醋酸的存在加大了提純的難度，對(duì)反應(yīng)溶劑的回收增加了生產(chǎn)過(guò)程中的能耗。

在采用液相無(wú)醋酸氧化法進(jìn)行PTBT的合成時(shí)，在溫度為130攝氏度，壓力為0.5MPa條件下進(jìn)行反應(yīng)。研究表明當(dāng)原料的轉(zhuǎn)化率過(guò)高時(shí)，形成的料液呈固態(tài)形式，這就造成最后對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離時(shí)出現(xiàn)困難，所以反應(yīng)了8小時(shí)之后，產(chǎn)物收率僅為65.4%。

2.5不同催化劑對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

實(shí)驗(yàn)表明，只要在反應(yīng)中加入了催化劑后，PTBT的產(chǎn)物收率就會(huì)有所增加，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，其中，在用醋酸鈷Co（AC）2為催化劑時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的收率均是最高的。

2.6溶劑量的不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

反應(yīng)時(shí)溶劑量的不同對(duì)反應(yīng)的結(jié)果也會(huì)有影響。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)用冰乙酸作為溶劑時(shí)，其與PTBT的摩爾比對(duì)反應(yīng)的影響很大。當(dāng)兩者的摩爾比的比值小于9.78時(shí)，增大冰乙酸與PTBT的摩爾比，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和收率都會(huì)隨之增大，當(dāng)兩者的摩爾比達(dá)到9.78時(shí)，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和收率都達(dá)到了一個(gè)較高的值。然而再繼續(xù)增大冰乙酸的用量，使得冰乙酸與PTBT的摩爾比比值大于9.78時(shí)，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和收率反而會(huì)降低。該結(jié)果表明，當(dāng)溶劑的量過(guò)少時(shí)，溶劑對(duì)催化劑的溶解度較差，不能夠使原料與催化劑充分接觸，沒(méi)有達(dá)到良好的反應(yīng)效果，導(dǎo)致產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和收率都較低；但當(dāng)溶劑的量過(guò)大時(shí)又會(huì)降低原料與催化劑在反應(yīng)液中的相對(duì)濃度，增加反應(yīng)的誘導(dǎo)期，并且在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行回收時(shí)也會(huì)有一定的損失。

篇5

（1）看圖象：一看坐標(biāo)（即縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)代表的含義）；二看曲線（即曲線的走向和斜率）；三看點(diǎn)（即起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)），四看輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線），五看量的變化（如濃度變化、溫度變化、壓強(qiáng)變化）。

（2）想規(guī)律：聯(lián)想外界條件（溫度、壓強(qiáng)、催化劑、濃度、固體接觸面）的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的影響，以及化學(xué)反應(yīng)速率和平衡有關(guān)變化特點(diǎn)，如反應(yīng)物濃度逐漸減小等。

（3）作判斷：根據(jù)圖象中表現(xiàn)的關(guān)系與所學(xué)規(guī)律相對(duì)比，作出符合題目要求的判斷。

（4）解題原則：①“定一議二”原則：溫度（或壓強(qiáng)）一定時(shí)，壓強(qiáng)（或溫度）變化對(duì)速率、濃度、轉(zhuǎn)化率、相對(duì)分子質(zhì)量、總壓強(qiáng)等影響。②“先拐先平，數(shù)值大”原則：在化學(xué)平衡圖象中，如果溫度高（或壓強(qiáng)大），反應(yīng)速率就快，達(dá)到平衡所用時(shí)間較短，先出現(xiàn)拐點(diǎn)。主要用于解決“含量―時(shí)間―溫度（壓強(qiáng)）圖”類問(wèn)題。

例1 甲醇、甲醚等綠色能源可以用CO、H2制備，工業(yè)上，利用天然氣制備CO、H2氣體。①CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g） [ΔH1=+247.3kJ?mol-1]；②CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） [ΔH2=+206.1kJ?mol-1]；③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g） [ΔH3]。

根據(jù)題目要求，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①，測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖A表示：

[5][10][12][2.0][1.0][0.5][圖A]

反應(yīng)0～5 min內(nèi)，CO平均速率為 ；10 min時(shí)，改變的條件是 。

（2）如圖B所示，在Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)起始體積相等、恒溫密閉容器中，起始充入甲烷的物質(zhì)的量相等、適量的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)②。已知Ⅰ容器中甲烷的轉(zhuǎn)化率如圖C表示，請(qǐng)?jiān)趫DC中用虛線表示Ⅱ容器中甲烷的轉(zhuǎn)化圖與時(shí)間關(guān)系圖： 。

[Ⅱ][Ⅰ][Ⅰ][CH4][時(shí)間][轉(zhuǎn)化率][可移動(dòng)

活塞][圖B][圖C]

（3）反應(yīng)③中[ΔH3]= 。800℃時(shí)，反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=1，測(cè)得該溫度下密閉容器中某時(shí)刻CO、H2O、CO2、H2的物質(zhì)的量依次為1.0 mol、1.0 mol、2 mol、0.8 mol。此時(shí)，反應(yīng)③的正反應(yīng)速率 （填“大于”“小于”或“等于”）逆反應(yīng)速率。

解析 （1）根據(jù)CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g），正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。CO反應(yīng)的平均速率：[υCO=][2.0-1.05×2mol?L-1?min-1=0.4mol?L-1?min-1]。10 min時(shí)，甲烷反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)（甲烷濃度繼續(xù)減小），改變條件可能是升溫、增大二氧化碳濃度。

（2）反應(yīng)②氣體分子數(shù)增大，Ⅰ容器是恒溫恒壓條件，Ⅱ容器恒溫恒容條件。Ⅱ相對(duì)于Ⅰ增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，反應(yīng)速率加快，即達(dá)到平衡時(shí)間較Ⅰ短，甲烷轉(zhuǎn)化率較Ⅰ的小，如圖所示。

[Ⅰ][CH4][時(shí)間][轉(zhuǎn)化率][圖C] [Ⅱ]

（3）根據(jù)蓋斯定律，②式-①式得③式：

[ΔH3=ΔH2-ΔH1=206.1 kJ?mol-1-247.3 kJ?mol-1][=-41.2 kJ?mol-1]

[Qc=2.0×0.81.0×1.0=1.6>1，]說(shuō)明此時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率。

點(diǎn)撥 畫圖方法：第1步，建立坐標(biāo)并標(biāo)明軸的含義；第2步，分析題目中要求畫什么量的變化關(guān)系；第3步，運(yùn)用影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的外界因素的變化規(guī)律判斷某量變化；第4步，根據(jù)上述分析作圖。

2.數(shù)據(jù)表題

（1）看清坐標(biāo)表示的數(shù)量級(jí)以及單位，如mol或mol?L-1。

（2）看清楚每格代表多少，易忽視量度。

（3）找平衡點(diǎn)，在平衡狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)不變化。

（4）處理對(duì)照實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表時(shí)，要聯(lián)系縱行、橫向數(shù)據(jù)變化。主要抓住溫度、濃度、催化劑、固體量、介質(zhì)、pH等對(duì)所測(cè)物理量的影響。以參照組數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，聯(lián)系影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的外界因素的規(guī)律看待數(shù)據(jù)表，挖掘數(shù)據(jù)表中的內(nèi)在規(guī)律。

例2 在一定溫度下，將氣體X和Y各1.6 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：[Xg+Yg?2Zg ΔH]。反應(yīng)過(guò)程中，X的物質(zhì)的量與時(shí)間關(guān)系如表所示。

[t/min＼&0＼&2＼&4＼&6＼&8＼&…＼&16＼&18＼&n（X）＼&1.600＼&1.200＼&1.100＼&1.075＼&…＼&…＼&1.000＼&1.000＼&]

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）達(dá)到平衡后，升高溫度，[cZcX?cY]減小，則正反應(yīng)[ΔH] 0（填“>”“

（2）欲提高Y的反應(yīng)速率，宜采用措施有 （填兩條即可）。

（3）計(jì)算4 min～6 min時(shí)間段，Z的平均反應(yīng)速率為 。列式計(jì)算上述可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K： 。

（4）若保持其他條件不變，起始時(shí)充入X、Y、Z的物質(zhì)的量均為1.6 mol，達(dá)到平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù) （填“增大”“減小”或“不變”，下同），X的轉(zhuǎn)化率將 。

解析 （1）根據(jù)升高溫度時(shí)，平衡時(shí)[c（Z）c（X）?c（Y）]減小，說(shuō)明平衡向左移動(dòng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

（2）提高Y的反應(yīng)速率從影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾種因素角度考慮，如增大壓強(qiáng)（縮小體積）、升高溫度、加入催化劑等。考慮容器體積固定，不宜用增大壓強(qiáng)（縮小體積）措施。

（3）計(jì)算這段時(shí)間Z的平均反應(yīng)速率：[υZ=1.1mol-1.075mol10L?6min-4min=1.25×10-3mol?L-1?min-1]。該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，可以用物質(zhì)的量替代物質(zhì)的量濃度計(jì)算平衡常數(shù)K，平衡時(shí)X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為1.0 mol、1.0 mol、1.2 mol。[K=c2ZcX?cY=1.44]。

（4）等溫、等容條件下，對(duì)于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成X、Y時(shí)，起始X、Y的投入量成比例，則達(dá)到等效平衡，開始投入1.6 mol X、1.6 mol Y和開始投入1.6 mol X、1.6 mol Y、1.6 mol Z互為等效平衡，平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)不變。但是，開始投入Z，X、Y的轉(zhuǎn)化率減小。

答案 （1）< （2）升高溫度、加催化劑 （3）[1.25×10-3mol?L-1?min-1] 1.44 （4）不變 減小

3.計(jì)算題

（1）熟悉有關(guān)計(jì)算概念及表達(dá)式。有關(guān)計(jì)算主要包括平均反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)濃度及濃度比等，還可以聯(lián)系密度、相對(duì)分子質(zhì)量、體積等計(jì)算。

（2）運(yùn)用巧解方法。處理化學(xué)平衡問(wèn)題的計(jì)算采用“三段法”。即寫出可逆反應(yīng)方程式，分別列出起始量（mol或mol?L-1）、轉(zhuǎn)化率（mol或mol?L-1）、平衡量（mol或mol?L-1）。根據(jù)題設(shè)信息列式計(jì)算。

（3）有效數(shù)據(jù)和單位要符合題目要求。一般計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后2位，單位要統(tǒng)一，如mol?L-1、mol、s、g等。

（4）從近幾年高考命題看，用代數(shù)式表示成為一種趨向。①用分壓代替濃度（如2014年全國(guó)I卷）；②用字母替代物質(zhì)的量或濃度，簡(jiǎn)化計(jì)算，突出思維過(guò)程。

例3 在10 L的恒容容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g） [ΔH

[1 2 3 4 5][0.30][0.20][0.18][0.10][0.08] [H2O][CO]

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）0～4 min時(shí)H2平均反應(yīng)速率為 。

（2）在上述條件下CO平衡轉(zhuǎn)化率為 。

（3）計(jì)算該可逆反應(yīng)在該溫度下平衡常數(shù)K為 。

（4）下列情況能表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。

A.混合氣體中CO體積分?jǐn)?shù)保持不變

B.斷裂氫氧鍵數(shù)目與斷裂氫氫鍵數(shù)目比為2∶1

C.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

D.n（CO）∶n（H2O）∶n（CO2）∶n（H2）=4∶9∶6∶6

（5）在相同溫度下，在相同體積的甲、乙、丙三個(gè)容器中按下列物質(zhì)的量投入起始物質(zhì)，達(dá)到平衡。

[＼&甲＼&乙＼&丙＼&CO（g）＼&1 mol＼&2 mol＼&0＼&H2O（g）＼&1 mol＼&1 mol＼&0＼&H2（g）＼&0＼&0＼&1 mol＼&CO2（g）＼&0＼&0＼&1 mol＼&]

①CO轉(zhuǎn)化率：甲 乙（填“>”“

②乙中H2O（g）轉(zhuǎn)化率和丙中H2轉(zhuǎn)化率之和 1（填“大于”“小于”或“等于”）。

（6）采用適宜措施提高CO轉(zhuǎn)化率： 。

解析 （1）[υH2=0.3-0.184=0.03 mol?L-1?min-1]

（2）[αCO=0.2mol?L-1-0.08mol?L-10.2mol?L-1=60%]

（3）根據(jù)圖象知，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c（H2O）=0.18 mol?L-1，c（CO）=0.08 mol?L-1，c（CO2）=c（H2）=0.12 mol?L-1。K=[0.12×0.120.18×0.08]=1.

（4）平衡體系中，每一種氣體物質(zhì)的濃度不變或氣體分?jǐn)?shù)不變時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；斷裂氫氧鍵、氫鍵數(shù)目比為2∶1，只能推斷生成氫氣和消耗氫氣的物質(zhì)的量相等，不能判斷其反應(yīng)速率相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣態(tài)，說(shuō)明相對(duì)分子質(zhì)量始終不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤。該狀態(tài)下，Qc=[6×64×9]=1=K，濃度商與平衡常數(shù)值相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。

（5）乙相當(dāng)于在甲基礎(chǔ)上加入了CO，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率增大，CO轉(zhuǎn)化率降低。甲、丙為等效平衡，達(dá)到平衡時(shí)甲中H2O轉(zhuǎn)化率與丙中H2轉(zhuǎn)化率之和等于1。又因?yàn)橐抑蠬2O轉(zhuǎn)化率大于甲中H2O的轉(zhuǎn)化率，故乙中水的轉(zhuǎn)化率和丙中氫氣轉(zhuǎn)化率之和大于1。

（6）該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向右移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率提高；及時(shí)分離產(chǎn)物，促進(jìn)平衡向右移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率會(huì)提高。

答案 （1）[0.03 mol?L-1?min-1] （2）60% （3）1 （4）AD （5）①< ②大于 （6）降溫或分離CO2或H2

4. 簡(jiǎn)答題