《合成氨条件》练习题及答案(4)

拓展练习

　　1、为了除去工业废气中的SO2，可将SO2转化成(NH4)2SO4。据有关资料介绍，摘录如下：

　　“初步处理后的废气中含0、2％的SO2(体积分数)，10％的O2(体积分数)，在400℃时，以5m3/h的速度通过V2O5触煤层，然后与流量为25L／h的NH3混合，再喷入流量为290g／h的水，此时气体温度迅速从400℃下降至200℃，在热的结晶的装置中得到(NH4)2SO4晶体。”据此资料回答下列问题：

　　(1)按反应式2SO2+O22SO3，SO2与O2的物质的量之比为2：1，资料中却用1：50，原因是______________________________。

　　(2)进行冷却的原因是______________________________。

　　(3)某工厂废气中含0、4％的SO2和0、5％的O2，你认为该怎样利用上述资料?答：____________________。

　　(4)如果某工厂没有NH3，只有生石灰，你认为又该怎样利用上述资料?答：______________________________。

　　(5)若将SO2全部转化为SO3，SO3全部转化成(NH4)2SO4，则资料中NH3的每小时通入量至少应是__________L，由此可得出NH3的利用率为__________。

　　答案：(1)增大O2的浓度，提高SO2的转化率

　　(2)降温有利于生成(NH4)2SO4，高温(NH4)2SO4会分解

　　(3)O2的量不足，向废气中增大空气的量

　　(4)用生石灰代替NH3

　　(5)20；80%

　　2、在763K、3、04×104kPa时，用CO和H2作为原料合成CH3OH，存在下列平衡：

　　CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)

　　当原料中H2和CO的比例不同时，对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。

　　(1)设H2和CO的起始物质的量之比为m，平衡时CO的转化率为a，平衡混合物中甲醇的体积分数为y，试推断m、a、y，三者的相互关系并以y=f(d，m)的函数表达式表示出来。

　　答案：

　　(2)将下表已知数据代人导出的表达式中进行计算，把计算结果填人表中有关空格中：

　　m a Y

　　1 0、25

　　2 0、45

　　3 19、35%

　　答案：

　　m a y

　　1 0．25 16．67％

　　2 0．45 21．43％

　　3 0．56 19．35％

　　(3)根据上表数据，判断用CO和H2合成甲醇时，H2和CO的最佳体积比是多少?并简述依据。

　　答案：分析上表中数据不难看出，当，m=2时，CO的转化率较大，此时平衡混合气中CH3OH的体积分数最高

　　最佳比为H2:CO=2：1