序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇化學提高轉化率的方法，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：反應耦合，乙苯，苯乙烯，脫氫

中圖分類號：O414.1 文獻標識碼： A

一、概述

苯乙烯作為石油化學工業的基礎產品、合成塑料和橡膠的主要原料，而全世界年產量1300萬噸中90%是由乙苯高溫催化脫氫制得。這種傳統的生產方法有很多缺陷。

近年來，反應耦合技術的提出無疑成了解決這個問題的熱點。耦合技術的特點就是對于受熱力學平衡限制的化學反應，可以通過反應耦合的方法來推動化學反應平衡向產物方向移動，從而降低反應溫度，提高轉化率和選擇性，并降低能耗。常用的耦合技術有加氫-脫氫、吸熱-放熱、氧化-還原等反應的耦合。乙苯脫氫制苯乙烯與逆水煤氣屬于加氫-脫氫的耦合。

二、反應原理

乙苯脫氫制苯乙烯反應為

乙苯在催化劑作用下脫去一分子氫生成苯乙烯，從反應式上看，這是一個分子數增大的強吸熱反應，高溫、低壓對反應有利。但過高的溫度會使苯乙烯聚合，因此，工業上通常在600oC~650oC、常壓甚至負壓條件下進行反應。由于反應溫度高，不僅容易導致乙苯裂解，產生苯、甲苯、CO、CH4、C2H4、CO2等副產物，而且催化劑也因結焦而很快失活；同時反應受到熱力學平衡的限制，單程轉化率低。為了供給脫氫反應所需熱量、稀釋反應體系以增加平衡轉化率以及減緩結焦，往往通入大量的過熱水蒸汽（水/乙苯摩爾比為7~15），以實現大規模地從乙苯連續生產苯乙烯。另外，水蒸汽還可以防止催化劑因過度還原（還原為低價氧化物或金屬）引起的失活。但是大量水的潛熱在氣液分離器中損失，使得整個工藝過程的能耗問題成為提高乙苯產率的瓶頸。在給定的一組條件下，反應體系的各種轉化途徑在熱力學上都是可能的。實際的轉化產物是由這些反應的相對速度所控制的。大家都知道高溫有利于反應平衡向目的產物移動，但是在高溫時，裂解、氫解及生成焦炭的反應比脫氫反應更為有利，因而我們必須提高在熱力學上處于不利地位的脫氫反應在整個過程中的優勢。

反應耦合技術是近年來為解決反應轉化率受平衡限制的問題而提出的新思路，由于其在石油化工等領域具有重要意義而倍受關注。乙苯脫氫制苯乙烯是一個受熱力學平衡限制的強吸熱反應，將反應耦合技術引入該過程，其優勢是顯而易見的。它通過加氫-脫氫、吸熱-放熱等反應的耦合能夠大幅推動化學反應平衡，降低反應溫度，提高乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性。首先對反應耦合做個初步的解釋：假設體系中存在兩個反應，一個反應的產物是另一個反應的反應物之一：

反應（1）：

反應（2）：

反應（3）：

如果反應（1）的>>0，平衡常數K1

以及硝基苯加氫制苯胺反應

乙苯脫氫反應體系中以CO2代替水蒸汽，不僅可以降低反應溫度約50oC、有力地推動乙苯脫氫反應平衡右移，更重要的是能夠將生產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放熱反應，工業上采用固定床或流化床在氣相進行，反應溫度為300~475oC，反應器設計和實際操作的關鍵是確保將大量反應熱及時移出。如果能將該反應與乙苯脫氫過程耦合，則不僅可實現加氫脫氫一體化，同時生產苯乙烯和苯胺，而且在能量上也是極為有利的。根據化學反應計量關系，1mol硝基苯可匹配3mol乙苯，則耦合反應為微放熱（），可大大降低乙苯脫氫過程的能耗。

三、反應結果分析

采用惰性介質稀釋或與適當的反應耦合，可大大改善乙苯脫氫反應性能。下圖比較了壓力為0.1MPa時，不同溫度下乙苯脫氫和與逆水煤氣變換反應耦合體系中乙苯的平衡轉化率。對單純乙苯脫氫反應，乙苯的平衡轉化率較低，在690oC的高溫下轉化率才能達到70%。如果用惰性組分如N2稀釋反應體系，則反應物和產物的分壓降低，平衡轉化率提高，這也是工業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，500oC下乙苯平衡轉化率只有38%，而通過與逆水煤氣變換反應耦合，乙苯的平衡轉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，500oC下即達64%，550oC下高達82%，體現出了顯著的反應耦合效果。但由于逆水煤氣變換反應為微吸熱反應（），因此在能量上沒有耦合優勢。

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

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

此外，單純逆水煤氣變換反應以及在耦合反應中，壓力為0.1MPa時不同原料比對CO2平衡轉化率的影響見圖2和圖3。通過比較，我們可以發現：低溫下（

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

圖4給出了壓力為0.1MPa時，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體系中乙苯的平衡轉化率隨溫度的變化。可見，與硝基苯加氫反應耦合后乙苯的平衡轉化率大幅度地提高，并且隨著原料中乙苯的摩爾分數降低而增加。當原料乙苯/硝基苯比降低到3時，乙苯和硝基苯的平衡轉化率同時達到最大（見圖5），繼續降低原料乙苯/硝基苯比，則乙苯的平衡轉化率不會進一步增加。這是因為根據化學反應計量關系，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化，而無論硝基苯的量多大，乙苯只有在較高溫度下平衡轉化率才可接近100%。

在溫度高于400oC時，乙苯和硝基苯（摩爾比為3）可定量地轉化為苯乙烯和苯胺。如果可以找到一個優良的催化劑，則可在適當的條件下將原料乙苯和硝基苯全部轉化為苯乙烯和苯胺。該耦合反應體系為微放熱（）過程，在能量上也是極為有利的，實際中可望實現自熱。

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

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

四、反應結果比較

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

五、總結

篇2

[關鍵詞]化學助劑 有機氯

中圖分類號：TE622 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0143-02

1 引言

目前化學助劑檢測的主要方法為Q/SHCG 39-2012《油田化學助劑有機氯含量測量方法》，此標準闡述了化學助劑檢測的原理和步驟，但在實際檢測過程中發現一些難點，直接影響檢測速度和檢測結果的準確度，本文通過有機氯檢測技術研究與攻關，闡述在檢測過程中的幾點認識。

2 化學助劑檢測原理

樣品經氧瓶燃燒分解后有機氯轉變為無機氯，通過NaOH溶液吸收后，用鹽含量測定儀測出總氯的含量，再減去無機氯，即為油田化學助劑中的有機氯含量。

鹽含量測定儀測試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生反應：

Cl-+Ag+=AgCl

反應消耗的銀離子由發生電極電生補充，通過測量電生銀離子消耗的電量，根據法拉第定律即可求得氯離子含量。

3 有機氯檢測的影響因素

在日常檢測過程中，要確保油田化學助劑有機氯含量測定數據的準確性，分析和判定出影響檢測結果的相關實驗環節是十分重要的。通過對標準長期實際操作和比對實驗發現，在樣品的稱量、樣品的清洗和轉移、固體類助劑燃燒、鹽含量測定儀轉化率以及人員等環節存在一些需要引起注意的地方，處理不好會大大影響檢測結果的準確性。

3.1樣品的稱量

化學助劑中大部分試樣都是易揮發的，稱量過程中極易損失，處理不好會大大影響檢測數據的準確性。

3.2樣品的清洗和轉移

標準Q/SHCG 39-2012規定：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。

在實際清洗過程中，三次清洗的用水量不同會產生不同清洗效果，從而影響檢測結果，每次用多少量的水清洗能達到最佳效果成為難點。

3.3固體類助劑的燃燒

在標準Q/SHCG 39-2012中并未明確規定固體類助劑的檢測細節，常規固體類助劑檢測方法有如下兩種；

a.研磨成粉后直接燃燒；

b.配制溶液，然后稱取溶液進行燃燒。

兩種方法的如何選擇，兩種方法對檢測結果的影響有多大成為難點。

3.4鹽含量測定儀的轉化率

Q/SHCG 39-2012標準規定：氯離子標樣的平均轉化率應在80%-100%之間。

在實際檢測過程中，鹽含量測定儀的轉化率經常出現轉化率低于80%的情況，應該如何處理成為難點。

3.5人員

在標準Q/SHCG 39-2012并未對檢測人員有相應規定。

但在實際檢測過程中，同一實驗，總氯和無機氯檢測為不同的人員檢測，會產生較大誤差。

4 有機氯檢測技術的要點控制

4.1樣品的稱量

對于易揮發的化學助劑，要減少失重誤差。通過在檢測中的大量實驗證明：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，減少樣品的揮發量，樣品必須滴在棉球上，稱量過程讀數變化較快，所以稱量過程要快，且以第一次穩定讀數為準。

4.2樣品的清洗和轉移

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。

根據調研，最常用的清洗方案還有：30-30-30ml和40-30-20ml兩種。

實驗室為確定最佳清洗用水量，用標樣（10mg/L NaCl）進行燃燒后清洗，結果如下：

表格分析：因為在初次清洗氧燃燒瓶時，瓶內無機氯含量最多，應盡可能的多用水來溶解瓶內無機氯，避免在此過程產生無機氯的損失；第二次可采用30ml來清洗，因為在此次清洗過程中，絕大部分無機氯已被轉移，故可清洗用水可不需太多，最后用20ml蒸餾水進行掃底清洗。所以方案3應為最佳清洗方法。

4.3固體類助劑的燃燒

在實際檢測過程中，實驗室以粘土穩定劑JS-7進行了兩種方法的對比實驗，結果如下：

表格分析：固體類助劑研磨后直接燃燒，只有在清洗過程中產生部分損失，嚴格控制清洗程序，可使損失減至最少；而配制成溶液后，再用溶液進行燃燒，屬于間接測量，造成的損失量會明顯增強。因此，應優先選擇直接燃燒法。

4.4鹽含量測定儀的轉化率

勝利油田對轉化率低的處理方法是只要滿足下列三個條件時，則認定此轉化率為可行，條件如下：

①轉化率不低于50%；

②轉化率測定時，幾次轉化率的平穩性好、重復性好；

③轉化率測定結束后，用標樣做樣品反注，所測值不超過真值的±5%。

我實驗室與勝利油田實驗室的差別：勝利油田的鹽含量測定儀有轉化率自動補償程序，而我實驗室的鹽含量測定儀無此程序。

因此，我實驗室鹽含量測定儀的轉化率必須達到標準要求的80%以上，否則損失量過大，對檢測結果準確性影響較大。經實驗室的分析研究，對策臺下：

①與廠家聯系，升級鹽含量測定儀的程序，增加自動補償程序；

②在未升級前，通過實驗前對電解池進行光照來提高轉化率，光照的時間確定如下：

表格分析：當電解池見光時，電解池內的銀棒電極會遇光分解，使Ag+離子增強，從而使轉化率升高。但光照會使電極壽命減少，不宜進行長時間的光照，從表格可看出，最佳光照時間可確定為：5-7min。

4、5檢測人員的要求

為確定同一實驗，總氯和無機氯檢測分別為不同的人員檢測，會產生多大的誤差，實驗室對樣品殺菌劑進行了不同人員的測試，檢測結果如下：

表格分析：從表格可看出，每個檢測人員所檢測出的有機氯均在300ppm左右；但如果總氯和無機氯檢測分別為兩個不同的人，則所檢測出的結果將會產生較大誤差。因此，在檢測過程中，總氯檢測和無機氯檢測必須為同一人。

5 結論

1.稱樣過程要快，時間不能超過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，應優先選用直接燃燒法，只有當固體類助劑不能直接燃燒時，才選用配溶液燃燒法；

4.當轉化率達到95%時的光照時間約為5-7min；

5.總氯檢測和無機氯檢測必須為同一人員。

篇3

關鍵詞：粗錫酸鈉 合成 錫轉化率

目前工業上生產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，溶液再經過除雜、過濾、結晶得到錫酸鈉晶體，晶體經烘干、包裝后得到錫酸鈉產品。此方法產出的錫酸鈉產品質量好，但存在著錫的轉化率偏低、生產成本較高的問題。

本文針對堿解法生產的不足，研究粗錫酸鈉合成各種物料配比、煅燒時間、煅燒溫度等工藝的參數，并確定最佳工藝參數。提高粗錫酸鈉合成過程中錫的轉化率、降低生產成本，提高經濟效益。

一、試驗部分

1.試驗原料及設備

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

試驗采用的輔助材料有工業級硝酸鈉、工業級氫氧化鈉；

試驗設備：滾動電阻爐。

2.試驗原理

2Sn+3NaOH+NaNO3+3H2O =2Na2SnO3+NH3（1）

2SnO+4NaOH+O2=2Na2SnO3+2H2O （2）

3.試驗方法

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

二、試驗結果與討論

1.各種物料配比參數研究

本文以反應物料理論配比為基準比例，再在基準比配比情況下進行研究調整，找出最佳的配料方案。試驗研究過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1小時后，再放入800℃的馬沸爐中煅燒，通過分析測定煅燒后的粗錫酸鈉中NaOH、NO3-的含量和錫的轉化率等指標，確定最佳的各種物料配比方案。

試驗表明，由于水、NaOH和NaNO3過量越多，粗錫酸鈉中NaOH、NO3-的含量增大，錫的轉化率也越高，轉化率從73.1%上升到86.7%。但當制備出來的粗錫酸鈉中游離NaOH 的含量>5%，NO3-的含量>1%時，經除雜、濃縮、烘干得到最終的錫酸鈉產品中的游離堿（NaOH）的含量>3.5%和NO3-的含量>0.1%，不符合指標錫酸鈉產品國標要求，通過試驗研究，當物料的配比為Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30時，錫的轉化率為90.7%，最終的錫酸鈉產品游離堿（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℃條件下進行煅燒溫度的試驗。試驗表明，當煅燒溫度達到850℃～900℃時，錫的轉化率達到最高，可達到94.18%，溫度大于900℃后，錫的轉化率與溫度在850℃～900℃時的錫的轉化率相當，由于溫度過高，在生產過程中難于控制，且對設備要求較高，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，控制煅燒時間分別為20、40、60、80、100、120min進行煅燒時間試驗。試驗結果表明，當煅燒時間達60min后，錫的轉化率達到最大為95.26%，煅燒時間再延長時，錫的轉化率提升得并不明顯，在生產中本著節能降本的原則，煅燒時間不適為長，因此，控制煅燒時間為60min最為適宜。

4.粗錫酸鈉合成的煅燒溫度對產品白度影響的研究

在煅燒過程中，如果溫度過錫，錫在轉化時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黑色的，影響錫酸鈉產品的白度。試驗研究了400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃煅燒溫度對產品白度的影響。研究結果表明，當煅燒溫度達到800℃后，產品的白度達到95以上，經調查，用戶對產品外觀較為滿意。因此，再次表明煅燒溫度在850℃～900℃不僅錫轉化率高，產品白度也進一步提高。

綜合以上條件試驗結論，我們得出最佳粗錫酸鈉合成的工藝參數為：物料配比Sn：NaOH：NaNO3： H2O =100：55：40：30，煅燒溫度850℃～900℃，煅燒時間為60min。

5.試驗結果

通過試驗研究得到以下工藝參數：

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℃，煅燒時間為60min，使錫的轉化率>95%；利用試驗研究得到的最佳工藝參數進行了五批次的工業試驗驗證。結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量標準。

通過計算得錫轉化率為95.26%?？梢姰a出的錫酸鈉產品品質已過到行業標準和企業標準的要求。優化粗錫酸鈉合成工藝后產品質量穩定。

三、結論：

通過優化了錫酸鈉合成過程中的物料配比、煅燒溫度850℃～900℃、煅燒時間為60min等工藝參數，可使粗錫酸鈉在合成過程中錫的轉化率由原來的70%～75%提高到95 %以上。此方法提高了產品直收率，降低了生產成本，錫酸鈉生產過程中非常值得推廣和應用。

參考文獻：

[1] 黃位森.錫[M].北京冶金工業出版社.2000

[2] 李仕慶 葉有明.錫化工生產.廣西科學技術出版社.2008

篇4

【關鍵詞】對叔丁基苯甲酸；催化氧化；收率

對叔丁基苯甲酸（簡稱PTBT）是一種重要的化學物質，我們日常生活中的很多東西都應用到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、電化學氧化法、以及有液相溶劑氧化法和液相無溶劑氧化法。高溫氣相氧化法的反應溫度較高，一般為420℃左右，但其催化劑的制備方法較為復雜且能耗大，所以在日常生活中應用較低；而電化學氧化法制造PTBT無污染，但其收率較低，不適合應用到工業生產中；而有液相溶劑氧化法利用溶劑促進反應物與催化劑的充分接觸。反應的溫度也較低，容易達到，一般在60～140℃。其PTBT的收率較電化學氧化法高，并且能耗低。

1、PTBT合成實驗

1.1實驗原材料

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的實驗裝置，用機械攪拌，在高壓釜的底部要設有出料口和進氣口。分別記錄在0.6MPa的壓力下，溫度為80攝氏度和70攝氏度時的吸氧量。常壓下的液相氧化反應用玻璃塔式鼓泡床反應器作為實驗裝置，用來測產物收率與反應時間的關系。

1.3液相無醋酸溶劑氧化法

反應裝置與液相醋酸溶劑氧化法的發生裝置相同，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8小時，待反應結束后用結晶法對料液進行分離處理。

1.4分析實驗結果

本實驗使用以下分析儀器：IR、NMR、GC/MS以及GC等，其中GC的色譜柱為10%SE-30，白色101擔體，柱長為2m，內徑為3mm，柱體溫度為180攝氏度，氣化室的溫度為210攝氏度，檢測器的溫度為240攝氏度。用齊列熔點法測PTBT的熔點，其值為164.5～166.5攝氏度。

2、實驗結果分析

2.1溫度對吸氧量的影響

在壓力恒定不變的條件下，分別進行了溫度在80攝氏度和70攝氏度時的吸氧量與時間的關系實驗，從實驗結果可得出，壓力恒定的條件下無誘導期存在，溫度越高對反應時氧氣的吸收速率越快，在80攝氏度的條件下，開始時吸氧量與時間呈線性增長關系，但在反應大概30分鐘以后，吸氧量基本不再隨時間的增加而增大，基本達到飽和狀態。而在反應溫度為70攝氏度時，反應30分鐘后，吸氧量是相同時間下溫度為80攝氏度時吸氧量的二分之一。

2.2溫度對收率的影響

在壓力相同的條件下，反應的溫度對產物的收率存在著很大的影響。當反應溫度較高時，如當溫度高于90攝氏度時，反應速度相較于低溫度時會明顯加快，但其副反應也隨之加劇。其產物的轉化率雖然很高，但是選擇性很低，產物收率較溫度為80攝氏度時要低很多。而在反應溫度較低時，如在60攝氏度時，反應的轉化率會明顯下降，產物收率也很低，大概只有30.2%左右。根據實驗可知，最適宜的反應溫度應為80攝氏度，在這個溫度下反應0.5小時，其產物的收率就可達到95%。

2.3反應時間對產物收率的影響

研究表明，在常壓條件下進行PTBT的催化氧化反應存在誘導期，在反應的1.5小時后開始。大概2小時后，反應液有一部分轉化為Co，反應液呈淡綠色，反應物的轉化率非常低，產物收率只有7.8%。但隨著反應時間的增加，反應物的轉化率會有明顯的提高，產物收率也會隨之相應增加。當反應時間達到8小時后，反應的轉化率達到100%，而產物的收率也達到了89%。

2.4有醋酸溶劑與無醋酸溶劑對比

目前多采用液相有醋酸溶劑氧化法來合成PTBT，其優勢在于醋酸能夠提高催化劑的溶解度，同時還可溶解高沸點的PTBT產物，防止在濃度較高時有產物析出。但用醋酸作為溶劑在工業生產中也存在許多問題，醋酸會加快設備的腐蝕，并且由于醋酸溶劑的加入，降低了原料與催化劑的相對濃度，會使反應速度降低，延長反應周期。Co催化劑在醋酸溶液中很容易發生二聚現象，很容易使催化劑失活，影響反應的進行。在對產物進行提純時，醋酸的存在加大了提純的難度，對反應溶劑的回收增加了生產過程中的能耗。

在采用液相無醋酸氧化法進行PTBT的合成時，在溫度為130攝氏度，壓力為0.5MPa條件下進行反應。研究表明當原料的轉化率過高時，形成的料液呈固態形式，這就造成最后對產物進行分離時出現困難，所以反應了8小時之后，產物收率僅為65.4%。

2.5不同催化劑對實驗的影響

實驗表明，只要在反應中加入了催化劑后，PTBT的產物收率就會有所增加，根據實驗結果可知，其中，在用醋酸鈷Co（AC）2為催化劑時，反應的轉化率和產物的收率均是最高的。

2.6溶劑量的不同對實驗的影響

反應時溶劑量的不同對反應的結果也會有影響。實驗表明當用冰乙酸作為溶劑時，其與PTBT的摩爾比對反應的影響很大。當兩者的摩爾比的比值小于9.78時，增大冰乙酸與PTBT的摩爾比，產物的轉化率和收率都會隨之增大，當兩者的摩爾比達到9.78時，產物的轉化率和收率都達到了一個較高的值。然而再繼續增大冰乙酸的用量，使得冰乙酸與PTBT的摩爾比比值大于9.78時，產物的轉化率和收率反而會降低。該結果表明，當溶劑的量過少時，溶劑對催化劑的溶解度較差，不能夠使原料與催化劑充分接觸，沒有達到良好的反應效果，導致產物的轉化率和收率都較低；但當溶劑的量過大時又會降低原料與催化劑在反應液中的相對濃度，增加反應的誘導期，并且在對產品進行回收時也會有一定的損失。

篇5

（1）看圖象：一看坐標（即縱坐標與橫坐標代表的含義）；二看曲線（即曲線的走向和斜率）；三看點（即起點、拐點、交點、終點），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、壓強變化）。

（2）想規律：聯想外界條件（溫度、壓強、催化劑、濃度、固體接觸面）的改變對化學反應速率和平衡的影響，以及化學反應速率和平衡有關變化特點，如反應物濃度逐漸減小等。

（3）作判斷：根據圖象中表現的關系與所學規律相對比，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）一定時，壓強（或溫度）變化對速率、濃度、轉化率、相對分子質量、總壓強等影響。②“先拐先平，數值大”原則：在化學平衡圖象中，如果溫度高（或壓強大），反應速率就快，達到平衡所用時間較短，先出現拐點。主要用于解決“含量―時間―溫度（壓強）圖”類問題。

例1 甲醇、甲醚等綠色能源可以用CO、H2制備，工業上，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]。

根據題目要求，請回答下列問題：

（1）在一密閉容器中進行反應①，測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖A表示：

[5][10][12][2.0][1.0][0.5][圖A]

反應0～5 min內，CO平均速率為 ；10 min時，改變的條件是 。

（2）如圖B所示，在Ⅰ、Ⅱ兩個起始體積相等、恒溫密閉容器中，起始充入甲烷的物質的量相等、適量的二氧化碳發生反應②。已知Ⅰ容器中甲烷的轉化率如圖C表示，請在圖C中用虛線表示Ⅱ容器中甲烷的轉化圖與時間關系圖： 。

[Ⅱ][Ⅰ][Ⅰ][CH4][時間][轉化率][可移動

活塞][圖B][圖C]

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

解析 （1）根據CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g），正反應是吸熱反應。CO反應的平均速率：[υCO=][2.0-1.05×2mol?L-1?min-1=0.4mol?L-1?min-1]。10 min時，甲烷反應速率增大，平衡向正反應方向移動（甲烷濃度繼續減?。淖儣l件可能是升溫、增大二氧化碳濃度。

（2）反應②氣體分子數增大，Ⅰ容器是恒溫恒壓條件，Ⅱ容器恒溫恒容條件。Ⅱ相對于Ⅰ增大壓強，平衡向逆反應移動，反應速率加快，即達到平衡時間較Ⅰ短，甲烷轉化率較Ⅰ的小，如圖所示。

[Ⅰ][CH4][時間][轉化率][圖C] [Ⅱ]

（3）根據蓋斯定律，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，]說明此時逆反應速率大于正反應速率。

點撥 畫圖方法：第1步，建立坐標并標明軸的含義；第2步，分析題目中要求畫什么量的變化關系；第3步，運用影響化學反應速率和平衡移動的外界因素的變化規律判斷某量變化；第4步，根據上述分析作圖。

2.數據表題

（1）看清坐標表示的數量級以及單位，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，在平衡狀態時，數據不變化。

（4）處理對照實驗的數據表時，要聯系縱行、橫向數據變化。主要抓住溫度、濃度、催化劑、固體量、介質、pH等對所測物理量的影響。以參照組數據為基準，聯系影響化學反應速率、化學平衡的外界因素的規律看待數據表，挖掘數據表中的內在規律。

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，發生如下反應：[Xg+Yg?2Zg ΔH]。反應過程中，X的物質的量與時間關系如表所示。

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

請回答下列問題：

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

（2）欲提高Y的反應速率，宜采用措施有 （填兩條即可）。

（3）計算4 min～6 min時間段，Z的平均反應速率為 。列式計算上述可逆反應的平衡常數K： 。

（4）若保持其他條件不變，起始時充入X、Y、Z的物質的量均為1.6 mol，達到平衡時Z的體積分數 （填“增大”“減小”或“不變”，下同），X的轉化率將 。

解析 （1）根據升高溫度時，平衡時[c（Z）c（X）?c（Y）]減小，說明平衡向左移動，正反應是放熱反應。

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

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

（4）等溫、等容條件下，對于等氣體分子數反應，轉化成X、Y時，起始X、Y的投入量成比例，則達到等效平衡，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Z的體積分數不變。但是，開始投入Z，X、Y的轉化率減小。

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.計算題

（1）熟悉有關計算概念及表達式。有關計算主要包括平均反應速率、平衡常數、轉化率、物質濃度及濃度比等，還可以聯系密度、相對分子質量、體積等計算。

（2）運用巧解方法。處理化學平衡問題的計算采用“三段法”。即寫出可逆反應方程式，分別列出起始量（mol或mol?L-1）、轉化率（mol或mol?L-1）、平衡量（mol或mol?L-1）。根據題設信息列式計算。

（3）有效數據和單位要符合題目要求。一般計算結果保留小數點后2位，單位要統一，如mol?L-1、mol、s、g等。

（4）從近幾年高考命題看，用代數式表示成為一種趨向。①用分壓代替濃度（如2014年全國I卷）；②用字母替代物質的量或濃度，簡化計算，突出思維過程。

例3 在10 L的恒容容器中進行如下反應：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]

請回答下列問題：

（1）0～4 min時H2平均反應速率為 。

（2）在上述條件下CO平衡轉化率為 。

（3）計算該可逆反應在該溫度下平衡常數K為 。

（4）下列情況能表明該可逆反應達到平衡狀態的是 。

A.混合氣體中CO體積分數保持不變

B.斷裂氫氧鍵數目與斷裂氫氫鍵數目比為2∶1

C.混合氣體平均相對分子質量不變

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、丙三個容器中按下列物質的量投入起始物質，達到平衡。

[＼&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轉化率：甲 乙（填“>”“

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

（6）采用適宜措施提高CO轉化率： 。

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）根據圖象知，平衡時各物質的濃度分別為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，每一種氣體物質的濃度不變或氣體分數不變時達到平衡狀態，A項正確；斷裂氫氧鍵、氫鍵數目比為2∶1，只能推斷生成氫氣和消耗氫氣的物質的量相等，不能判斷其反應速率相等，B項錯誤；該反應是等氣體分子數反應，反應物和產物都是氣態，說明相對分子質量始終不變，C項錯誤。該狀態下，Qc=[6×64×9]=1=K，濃度商與平衡常數值相等，達到平衡狀態，D項正確。

（5）乙相當于在甲基礎上加入了CO，水蒸氣的轉化率增大，CO轉化率降低。甲、丙為等效平衡，達到平衡時甲中H2O轉化率與丙中H2轉化率之和等于1。又因為乙中H2O轉化率大于甲中H2O的轉化率，故乙中水的轉化率和丙中氫氣轉化率之和大于1。

（6）該反應的正反應是放熱反應，降低溫度平衡向右移動，CO轉化率提高；及時分離產物，促進平衡向右移動，CO轉化率會提高。

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. 簡答題