Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОТВЕТЫ К ГОСАМ.doc
Скачиваний:
124
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
2.63 Mб
Скачать

Ответы на вопросы по курсу охт

1. В газовой фазе протекают реакции: основная А + В = R (ΔН <0) и побочная 2 RS (ΔН < 0). Как сместить равновесие и увеличить селективность процесса?

Ответ: Основная реакция протекает с уменьшением числа молей, следовательно, для смещения равновесия нужно Р, Сисх. реаг.; реакция экзотермическая (Н<0), значит, t; выводим продукты из сферы реакции – смещение равновесия и  селективности процесса, так как подавится скорость побочной реакции; поскольку реакции последовательны, то для получения max выхода целевого продукта нужно использовать реактор периодического действия или полного вытеснения.

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, определяющих положение равновесия, то в системе усилится то направление процесса, течение которого ослабляет влияние произведенного воздействия, и положение равновесия сместится в том же направлении.

2. Реакция получения синтез-газа ( СО + Н2 ) :

СН4 + Н2О = СО + 3Н2 ( Н >0 ) сопровождается побочной реакцией:

CН4 = С + 2Н2, энергия активации которой значительно больше, чем основной реакции. Чем будет определяться выбор температуры процесса?

Ответ: Рассмотрим основную реакцию с точки зрения термодинамики. Поскольку реакция является эндотермической (∆Н>0), то для смещения равновесия в сторону образования целевого продукта необходимо увеличивать температуру. С точки зрения кинетики скорость основной реакции также будет возрастать с увеличением температуры. Следовательно, для основной реакции противоречия между кинетикой и термодинамикой не возникает. Ограничения по увеличению температуры будет накладывать побочная реакция. Поскольку её энергия активации велика, по сравнению с основной реакцией, то вначале при повышении температуры до некоторого значения побочная реакция протекать не будет, а затем повышение температуры в большей степени будет влиять на увеличение скорости побочной реакции, а не основной, что приведет к уменьшению выхода целевого продукта.

3. В реакционной системе в газовой фазе протекают две реакции:

А + В = R + S ( Н < 0 ) – основная и 2 А D – побочная . Наблюдаемая энергия активации основной реакции меньше, чем наблюдаемая энергия активации побочной. Как увеличить селективность процесса при сохранении производительности?

Ответ: Будем считать, что основная реакция – обратимая, побочная нет (это сомнений не вызывает). Основная задача: подавление побочной р-ции, смещение равновесия основной р-ции в сторону образования продукта. Поскольку основная реакция экзотермична, то снижение температуры приведет к смещению равновесия в сторону образования целевого продукта, но при этом произойдет уменьшение скоростей реакций, интенсивности процесса, что повлечет за собой снижение производительности (кол-во продукта в ед. времени). Если Еа1а2 , то с понижением т-ры наблюдается возрастание дифференциальной сел-ти, т.е. относительно более быстрое уменьшение скорости побочной р-ции по сравнению с уменьшением скорости основной р-ции. Изменение давления никак не влиляет на смещение равновесия нашей основной реакции. Введение избытка исходного в-ва В сместит равновесие вправо. Введение избытка А приведет помимо этого к увеличению выхода продукта побочной р-ции, т.е. влияние на сел-ть неоднозначно. Т.о. для увеличения селективности процесса при сохранении производительности необходимо ввести катализатор основной реакции, что приведет к изменению энергии активации осн. р-ции.