Химическое равновесие и условия его смещения

если n > 1, то получается олеум (раствор SO3 в H2SO4)

если n = 1 , то получается моногидрат (98,3% H2SO4)

если n < 1, то получается разбавленная серная кислота

При выборе абсорбента и условий проведения стадии абсорбции необходимо обеспечить почти 100%-ное извлечение SO3 из газовой фазы. В качестве абсорбента нельзя использовать такие растворы, над поверхностью которых велико парциальное давление паров воды. В этом случае еще не растворенные молекулы SO3 будут реагировать с молекулами воды в газовой фазе с образованием паров серной кислоты и быстро конденсироваться в объеме с образованием мельчайших капель серной кислоты, диспергированных в инертной газовой среде, т.е. с образованием сернокислотного тумана:

SO3(г) + H2O(г) ® H2SO4(г) ® H2SO4(туман) ; Q > 0

Туман плохо улавливается в обычной абсорбционной аппаратуре и в основном уносится с отходящими газами в атмосферу. Оптимальным абсорбентом является 98,3%-ная серная кислота (моногидрат). Действительно, над этой кислотой практически нет ни паров воды, ни паров SO3. Протекающий при этом процесс можно условно описать уравнением реакции:

SO3 + nH2SO4 + H2O = (n+1) H2SO4

Для обеспечения высокой степени поглощения следует поддерживать в абсорбере концентрацию серной кислоты, близкую к 98,3%, а температуру ниже 100°С. Однако в процессе абсорбции SO3 происходит закрепление кислоты и в силу экзотермичности реакции увеличивается температура. Поэтому абсорбцию ведут так, чтобы концентрация H2SO4 при однократном прохождении абсорбера повышалась только на 1-1,5%, закрепившуюся серную кислоту разбавляют в сборнике до 98,3%, охлаждают в наружном холодильнике и вновь подают на абсорбцию, обеспечивая циркуляцию (рис. 2).

Тесты и задачи прикладного характера

Тесты типа «А»

1. Равновесие реакции 2Н2S (г.) + 3О2 (г.) = 2Н2О (г.) + 2SO2 (г.) при повышении давления смещается:

а) вправо; +

б) влево;

в) давление не влияет на равновесие.

2. Вещество, ускоряющее ход реакции, но при этом не расходующееся:

а) ингибитор;

б) катализатор; +

в) индикатор.

3. Повышение температуры в реакции 2Н2 + О2 = 2Н2О + Q кДж сказывается следующим образом:

а) не оказывает влияния;

б) смещает равновесие вправо;

в) смещает равновесие влево. +

4. Натрий энергичнее реагирует с водой, чем железо, поскольку:

а) натрий – газообразный элемент;

б) натрий – катализатор этой реакции;

в) натрий – ингибитор этой реакции;

г) натрий – щелочной металл. +

5. Реакцию, протекающую с поглощением тепла, называют:

экзотермической; 3) реакцией разложения;

реакцией соединения; 4) эндотермической. +

6. Реакцию, уравнение которой 2H2O + 2Na = 2NaOH + H2­ + Q, относят к реакциям:

замещения, экзотермическим; +

разложения, экзотермическим;

присоединения, эндотермическим;

обмена, эндотермическим.

7. Реакцию, уравнение которой 3H2+N2 Û 2NH3 + Q, относят к реакциям:

1) обратимым, экзотермическим; +

2) необратимым, экзотермическим;

3) обратимым, эндотермическим;

4) необратимым, эндотермическим.

8. В ходе химических реакций тепловая энергия реакционной системы:

не изменяется;

поглощается;

выделяется;

может поглощаться или выделяться. +

9. С наибольшей скоростью при комнатной температуре протекает реакция взаимодействия:

углерода с кислородом;

железа с раствором уксусной кислоты;

железа с соляной кислотой;

растворов гидроксида натрия и серной кислоты. +

10. Какое из перечисленных условий не повлияет на смещение равновесия в системе: 2SO2 + O2 Û 2SО3 + Q?

введение катализатора; +

повышение давления;

повышение концентрации кислорода;

повышение температуры

11 – 12. Реакция, сопровождающаяся 11. выделением теплоты 12. поглощением теплоты называется

обратимой 3) прямой

эндотермической (12+) 4) экзотермической (11+)

13. При протекании химической реакции теплота

поглощается или выделяется +

обязательно поглощается

обязательно выделяется

условие недостаточно для однозначного ответа

14 - 15. Скорость реакции А(г) + В(г) ® . увеличивается при

14. 1) понижении концентрации А

повышении концентрации В +

охлаждении

понижении давления

15. 1) нагревании 3) добавлении инертного газа

2) повышение давления + 4) охлаждении

16. Состояние химического равновесия характеризуется

изменением химической природы продуктов

постоянством концентраций веществ +

повышением температуры

понижением давления

17. Состояние химического равновесия означает, что

все реагенты исчезли, полностью образовались продукты

все реагенты сохранились, полностью образовались продукты

часть реагентов исчезла, частично образовались продукты +

часть реагентов исчезла, но продукты не образовались