化學(xué)工藝學(xué)課后習(xí)題答案-展示頁(yè)
2024-11-03 16:40本頁(yè)面
【正文】 是正值或?yàn)榻^ 2 乙烷不發(fā)生斷鏈反應(yīng)，只發(fā)生脫氫對(duì)值較小的負(fù)值，是可逆過(guò)程，受化學(xué)平衡的限制； ○ 反應(yīng)，生成乙烯；甲烷 在一般裂解溫度下不發(fā)生變化。造成裂解過(guò)程結(jié)焦生 碳的主要反應(yīng)是哪些？ 1同碳數(shù)的烷烴 CH鍵能大于 CC 鍵能，斷鏈答：由表 33 各種鍵能比較的數(shù)據(jù)可看出： ○ 2 烷烴的相對(duì)穩(wěn)定性隨碳鏈的增長(zhǎng)而降低 。求生成乙烯的選擇性、乙 烷的全程轉(zhuǎn)化率、乙 烯的單程收率、乙烯全程收率和全程質(zhì)量收率。 解：設(shè)初始原料中 nCO＝ 1mol，則 nH 2O ＝ 2mol，達(dá)到平衡時(shí)， CO轉(zhuǎn)化了 m mol。P(H2)／ P (H2O) 催化劑使用時(shí)，必須在反應(yīng)前對(duì)其進(jìn)行活化，使其轉(zhuǎn)化成具有活性的狀態(tài)，應(yīng)該嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行活化，才能保證催化劑發(fā)揮良好的作用。 ⑷ 催化劑在能源開(kāi)發(fā)和消除污染中可發(fā)揮重要作用。 ⑵ 改進(jìn)操作條件。 ③ 催化劑具有明顯的選擇性，特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)。 26 催化劑有哪些基本特征？它在化工生產(chǎn)中起到什么作用？在生產(chǎn)中如何正確使用催化劑？ 答：三個(gè)基本特征： ① 催化劑是參與了反應(yīng)的，但反應(yīng)終了時(shí)，催化劑本身未發(fā)生化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量的變化。 有副反應(yīng)的體系，希望在選擇性高的前提 下轉(zhuǎn)化率盡可能高。 選擇性是指體系中轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物量與參加所有反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的該反應(yīng)物總量之比。同時(shí)，大量循環(huán)物料的輸送會(huì)消耗較多動(dòng)力。 循環(huán)流程的優(yōu)點(diǎn)：能顯著地提高原料利用率，減少系統(tǒng)排放量，降低了原料消耗，也減少了對(duì)環(huán)境的污染。教材上有 2個(gè)例子。 其中的三烯主要有石油制取， 三苯、 萘、 甲醇可有石油、天然氣、煤制取。2章化學(xué)工藝基礎(chǔ) 21 為什么說(shuō)石油、天然氣和煤是現(xiàn)代化學(xué) 工業(yè)的重要原料資源？它們的綜合利用途 徑有哪些？ 答：石油化工自 20 世紀(jì) 50 年代開(kāi)始蓬勃發(fā) 展至今，基本有機(jī)化工、高分子化工、精細(xì) 化工及氮肥工業(yè)等產(chǎn)品大 約有 90%來(lái)源于 石油和天然氣。 90%左右的有機(jī)化工產(chǎn)品上 游原料可歸結(jié)為三烯 （乙烯、 丙烯、 丁二烯） 、 三苯（苯、甲苯、二甲苯） 、乙炔、萘和甲 醇。 22生物質(zhì)和再生資源的利用前景如何？ 答：生物質(zhì)和再生能源的市場(chǎng)在短期內(nèi)不可能取代，傳統(tǒng)能源的市場(chǎng)，但是在國(guó)家和國(guó)際政策的指引下，在技術(shù)上的不斷突破中，可以發(fā)現(xiàn)新能源在開(kāi)始慢慢進(jìn)入試用階段，在石油等傳統(tǒng)資源日益緊張的前提下，開(kāi)發(fā)新能源也是勢(shì)不可擋的，那么在我國(guó)生物質(zhì)作現(xiàn) 階段主要仍是燃燒利用，但是越來(lái)越的的研究開(kāi)始往更深層次的利用上轉(zhuǎn)變，估計(jì)在未來(lái)的一段時(shí)間生物質(zhì)能源會(huì)開(kāi)始慢慢走入人們的視線 23何謂化工生產(chǎn)工藝流程？舉例說(shuō)明工藝流程是如何組織的？ 答：化工生產(chǎn)工藝流程 —— 將原料轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品的工藝流程。 24何謂循環(huán)式工藝流程？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：循環(huán)流程的特點(diǎn)：未反應(yīng)的反應(yīng)物從產(chǎn)物中分離出來(lái)，再返回反應(yīng)器。 循環(huán)流程的缺點(diǎn)：循環(huán)體系中惰 性物質(zhì)和其他雜質(zhì)會(huì)逐漸積累，對(duì)反應(yīng)速率和產(chǎn)品產(chǎn)率有影響，必須定期排出這些物質(zhì)以避免積累。 25 何謂轉(zhuǎn)化率？何謂選擇性？對(duì)于多反應(yīng)體系，為什么要同時(shí)考慮轉(zhuǎn)化率和選擇性兩個(gè)指標(biāo)？ 答：轉(zhuǎn)化率是指某一反應(yīng)物參加反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的數(shù)量占該反應(yīng)物起始量的百分率。 在復(fù)雜反應(yīng)體系中，選擇性表達(dá)了主、副反應(yīng)進(jìn)行程度的相對(duì)大小，能確切反映原料的利用是否合理。但是，通常使轉(zhuǎn)化率提高的反應(yīng)條件往往會(huì)使選擇性降低，所以不能單純追求高轉(zhuǎn)化率或高選擇性，而要兼顧兩者，使目的產(chǎn)物的收率最高。 ② 催化劑只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間，但不能改變平衡。 在化工生產(chǎn)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面： ⑴ 提高反應(yīng)速率 和選擇性。 ⑶ 催化劑有助于開(kāi)發(fā)新的反應(yīng)過(guò)程，發(fā) 展新的化工技術(shù)。 在生產(chǎn)中必須正確操作和控制反應(yīng)參數(shù)，防止損害催化劑。 應(yīng)嚴(yán)格控制操作條件： ① 采用結(jié)構(gòu)合理的反應(yīng)器，使反應(yīng)溫度在催化劑最佳使用溫度范圍 分子量： 16 32 44 18 反應(yīng)轉(zhuǎn)化的量： 2 2 則產(chǎn)物的量為： N2： 28＝ g O2： 32＝ g CO2： 44＝ g H2O ： 218＝ g 原料的量為： N2： 28＝ g O2：（ +2） mol32＝ 736 g CH4： 16＝ CH4/空氣（摩爾比）＝ （ +23） 100％＝ % 列物料衡算表得 213一氧化碳與水蒸氣發(fā)生的變換反應(yīng)為 CO＋ ＋ H2，若初始混合原料的摩爾比為 H2O／ CO＝ 2／ 1，反應(yīng)在 500℃ 進(jìn)行，此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù) Kp＝ P(CO2)P(CO)＝ ，求反應(yīng)后混合物的平衡組成和 CO的平衡轉(zhuǎn)化率。 由 CO ＋ ＋ H2 轉(zhuǎn)化量 m m m m 平衡時(shí) nCO＝ 1－ m nH 2O =2－ m 生成 nCO＝ nH＝ m 產(chǎn)物總量 n ＝ ∑ni＝ 3 2 2
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