化学反应热的计算

2024-08-02

化学反应热的计算（精选7篇）

化学反应热的计算篇1

“化学反应热的计算”是“化学反应与能量”一章中的重要考点,现将其常见的四种计算方法归纳如下.

一、根据热化学方程式计算

常温下取体积比为4:1的CH4和H2的混合气11.2 L(标准状况)经完全燃烧后恢复至常温,放出的热量是()

(A)(0.4Q1+0.05Q3) kJ

(B)(0.4Q1+0.05Q2) kJ

(C)(0.4Q1+0.1Q3) kJ

(D)(0.4Q1+0.2Q2) kJ

解析:11.2 L混合气体中含0.4 mol CH4(g)和0.1 mol H2(g).根据热化学方程式的意义,1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)放出的热量为Q1 kJ,则0.4 mol CH4 (g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为0.4Q1 kJ;同理1 mol H2(g)完全燃烧生成H2O(1)放出的热量为0.5Q3 kJ,则0.1 mol H2(g)完全燃烧生成H2O(1)放出的热量为0.05 Q3 kJ.易求得放出的总热量为(0.4Q1+0.05 Q3)kJ.答案:(A).

二、根据盖斯定律计算

例2 1840年,俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上,总结出一条规律:“一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的”.这个规律被称为盖斯定律.有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得.已知下列热化学方程式:

则Zn(s)+HgO (s)=ZnO (s)+Hg(l)在相同条件下的ΔH为()

(A)-441.8 kJ/mol (B)+260.4 kJ/mol

(C)+441.8.kJ/mol (D)-260.4 kJ/mol

解析:根据盖斯定律,由(1)-(2)式得:

Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)

ΔH=-260.4 kJ/mol.答案:(D).

三、根据键能计算

例3化学键的键能是形成(或拆开)

1 mol化学键时释放(或吸收)的能量.反应热与键能的近似关系为:ΔH=E(反应物总键能)-E(生成物总键能).已知N≡N键、H—H键、N—H键的键能分别为946 kJ/mol、436 kJ/mol、391 kJ/mol,计算1 mol N2 (g)和3 mol H2(g)完全转化为NH3(g)的反应热ΔH的理论值.

解析:N2(g)与H2(g)反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),使1 mol N≡N键断裂需吸收的能量为946 kJ,使3 mol H—H键断裂共需吸收的能量为436 kJ/mol×3mol=1308 kJ,因此使1 mol N2 (g)和3 mol H2 (g)中的化学键断裂共需吸收的能量为946 kJ+1308 kJ=2254 kJ.而2 mol NH3 (g)中含6 mol N-H键,形成6mol N-H键时放出的能量为391 kJ/mol×6 mol=2346 kJ.总的效果是:1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为NH3(g)是放热的,该热量值为2346 kJ-2254kJ=92 kJ,即所求ΔH=-92 kJ/mol.

例4已知1 mol Si中含有2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键.有关键能数据如表1:

晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为:Si(s)+O2(g)=SiO2(s)ΔH=-989.2 kJ/mol.则x的值为()

(A) 460 (B) 920

解析:根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和可得:ΔH=2E (Si-Si)+E(O=O)-4E(Si-O)=176 kJ/mol×2+498.8 kJ/mol-4x kJ/mol=-989.2 kJ/mol,解得x=460.答案:(A).

四、根据燃烧热或中和热的概念进行计算

例5已知在一定条件下,C0和CH4的燃烧热分别为283 kJ/mol、890 kJ/mol.由1 mol CO和3 mol CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为()

(A) 2912 kJ (B) 2953 kJ

解析:101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热.根据燃烧热的定义,1 mol CO完全燃烧放出的热量为283 kJ/mol×1 mol=283 kJ;3 mol CH4完全燃烧放出的热量为890 kJ/mol×3 mol=2670 kJ,共计2953 kJ.答案:(B).

例6 1.0 L 1.0 mol/L H2SO4溶液与

2.0 L1.0 mol/L NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热为______.

解析:在必修2中我们学过:酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热.根据题意可求得稀硫酸与NaOH溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol.

答案:57.3 kJ/mol.

化学反应热的计算篇2

【】鉴于大家对查字典化学网十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文高二化学教案：化学反应热的计算，供大家参考!

本文题目：高二化学教案：化学反应热的计算

【导学案】

选修四第一章化学反应与能量

第三节化学反应热的计算(1)

课前预习学案

一、预习目标：

1、能说出盖斯定律的内容，并理解其实质。

2、能运用盖斯定律计算化学反应热。

二、预习内容：

1.知识回顾：

1)已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol，写出石墨完全燃烧的热化学方程式

2)已知CO的燃烧热：△H=-283.0kJ/mol，写出CO完全燃烧的热化学方程式

思考：C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热测量非常困难，应该怎么求出?

2.阅读课本，回答下列问题：

(1)什么是盖斯定律?

(2)盖斯定律在科学研究中有什么重要意义?

(3)认真思考教材以登山经验山的高度与上山的途径无关的道理，深刻理解盖斯定律。⑷ 盖斯定律如何应用，怎样计算反应热?试解决上题中的思考：求C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的△H=?

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中:

疑惑点疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标：

1.理解并掌握盖斯定律;

2.能正确运用盖斯定律解决具体问题;

3.初步学会化学反应热的有关计算。

学习重难点：能正确运用盖斯定律解决具体问题。

二、学习过程：

探究一：盖斯定律

一、盖斯定律

1、盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的和有关,而与反应的途径。

思考：化学反应的反应热与反应途径有关吗?与什么有关?

归纳总结：反应物A变为生成物D，可以有两个途径：

①由A直接变成D，反应热为△H;

②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3.如下图所示：

则有△H=

2、应用：通过盖斯定律可以计算出一些不能直接测量的反应的反应热。

例：已知：①C(s)+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol

②CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol

求：C(s)+1/2O2(g)= CO(g)的反应热△H3

三、反思总结：

本节课，你学到了些什么?说说看。

四、当堂检测：

1.已知： H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol

H2O(g)= H2O(l)△H2=-44 kJ/mol

则：H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l)△H= 2.已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：

CuSO45H2O(s)= CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1kJ/mol

室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则()

A.Q1Q2 B.Q1=Q2 C.Q1

3.已知① CO(g)+ 1/2 O2(g)= CO2(g);

H1=-283.0 kJ/mol

② H2(g)+ 1/2 O2(g)= H2O(l);

H2=-285.8 kJ/mol

③C2H5OH(l)+ 3 O2(g)= 2 CO2(g)+ 3H2O(l);

H3=-1370 kJ/mol 试计算:

④2CO(g)+ 4 H2(g)= H2O(l)+ C2H5OH(l)的H

五、课后练习与提高

1.已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：

①C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol

②C(金刚石，s)+O2(g)= CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol

据此判断，下列说法正确的是()

A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时，石墨的能量比金刚石的高;C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时，石墨的能量比金刚石的高

2.298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H =-92.38kJ/mol在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么?

3、天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2 CO2+2H2O,C3H8+5O2 3CO2+4H2O

现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采取的正确措施是()

A.减少空气进入量，增大石油气进气量

B.增大空气进入量，减少石油气进气量 C.减少空气进入量，减少石油气进气量

D.增大空气进入量，增大石油气进气量

4.已知热化学方程式：

①H2(g)+ O2(g)===H2O(g);H=-241.8 kJmol-1

②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);H=-483.6 kJmol-1

③H2(g)+ O2(g)===H2O(l);H=-285.8 kJmol-1

④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);H=-571.6 kJmol-1?

则氢气的燃烧热为

A.241.8 kJmol-1 B.483.6 kJmol-1

C.285.8 kJmol-1 D.571.6 kJmol-1

5.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol

C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890.3kJ/mol

相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是()

A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g)

6.下列热化学方程式中，△H能正确表示物质的燃烧热的是()

A.CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g);△H=-283.0 kJ/mol

B C(s)+1/2O2(g)==CO(g);△H=-110.5 kJ/mol

C.H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g);△H=-241.8 kJ/mol D.2C8H18(l)+25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l);△H=-11036 kJ/mol

7.已知下列反应的反应热为：

(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3KJ/mol

(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=393.5KJ/mol

(3)H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=285.8KJ/mol

试计算下列反应的反应热： 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)

8.已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中：

4P(白磷，s)+5O2(g)====2P2O5(s);△H===-a kJ/mol

4P(红磷，s)+5O2(g)====2P2O5(s);△H===-b kJ/mol

若a、b均大于零，则a和b的关系为()

A.ab D.无法确定

六、参考答案：

知识回顾：

1)C(s)+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol

2)CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol

盖斯定律

1、相同始态终态无关

归纳总结：△H1+△H2+△H3

例：解法一：虚拟路径法

△H1=△H2+△H3

△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol

解法二：加减法

①-②= ③

△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol

当堂检测：

1.△H1+ △H2=-285.8kJ/mol 2.A

3.①2 + ②4-③ = ④

H=H12 +H24-H3

=-283.22-285.84 +1370 =-339.2 kJ/mol

课后练习与提高

1.A 2.反应不能进行到底 3.B 4.C 5.B 6.A(2)2+(3)2-(1)得 △H=488.3KJ/mol.8.C

化学反应热的计算篇3

关键词：新课标；化学反应热；键能；盖斯定律；计算

【分类号】G633.8

本文将一一列举列出常见反应热的计算方法，望对大家有所帮助。

一、根据热化学方程式计算

计算原理：反应热的绝对值与参加化学反应的物质的量成正比。

二、根据燃烧热计算

五、根据生成物的总能量与反应物的总能量之差进行计算

六、应用盖斯定律进行计算

1.含义

（1）不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

（2）化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

最常考的是应用盖斯定律计算，基本思路通过叠加（减）方程式凑所求的目标方程式，等方程式完全等于目标方程式后，按照方程式的叠加（减）方法，即可求出所需的反应熱。

参考文献：

[1]佚名. 5年高考3年模拟[M]. 教育科学出版社， 2014.

化学反应热的计算篇4

我一看认为此概念很简单, 理解起来应该不困难, 应用起来也应该很顺手自然。因此在教学过程中, 我最初是直接将盖斯定律的内容直接传达给学生, 然后就开始举例题, 教学生怎么去应用盖斯定律。

例:已知下列反应的反应热为:

undefined

试计算下述反应的反应热:

2C (S) +2H2 (g) +O2 (g) =CH3COOH (l)

对这类型题对于我是轻车熟路、自然而然的, 会作出如下的变形:

解:将 (1) 式反写得:

2CO2 (g) +2H2O (l) =2O2 (g) +CH3COOH-ΔH1=877.0KJ/mol (3)

再将 (2) 式 (3) 式各乘以2

2C (s) +2O2 (g) =2CO2 (g) 2ΔH2=-787.0KJ/mol (4)

2H2 (g) +O2 (g) =2H2O (l) 2ΔH3=-571.6KJ/mol (5)

最后将新得到的 (3) 、 (4) 、 (5) 式全部相加, 即可以得到我们所需的结果。

2C (s) +2H2O (g) +O2 (g) =CH3COOH (l)

ΔH=-488.3KJ/mol

我对于这样的一个分析过程, 自我感觉甚好, 认为学生对盖斯定理的应用理解没有任何问题。

可结果出乎意料, 大部分学生都问了我同样的一个问题:老师, 为什么你在解决这个问题时会想到将化学方程式作出如此的变形, 然后再加合呢?这种处理方式有没有规律可循?当时我就愣住, 心里嘀咕着学生怎么会问出这样显而易见的问题。当时我没有深想, 也就这样搪塞了一句:“这是经验, 习题做多了就会了。后来发现学生遇到具体的问题, 很多学生都不会。针对这种情况, 回到宿舍后, 我就好好地想了想学生提出的问题, 反思自己在这堂课中所传授的知识是否有缺差、漏洞, 有没有挖掘出知识的本质性内容。经过深入研究, 我发现自己确实没有将盖斯定律讲解分析透彻, 没有明确地点出盖斯定律建立的基础。因此经过反复地思考并查阅相关的资料参考, 因此在另一个班的教学中我作出了如下的改进和调整。

首先, 先提问学生一个问题:为什么任何一个化学反应的发生一定伴随有能量的改变呢?

学生思考, 结合前面所学的知识就可以作出回答。任何化学反应的实质是:旧键的断裂, 新键的形成。并且破坏旧键会吸热, 形成新键会放热。我在学生回答的基础上作出适当的延伸、补充:即化学反应的发生其实是各种原子间的重新组合, 也就是物质的种类发生了改变。这就点出能量的释放或吸收是以发生物质的变化为基础的, 二者密不可分。具体地说:就是物质发生了变化, 能量才会发生变化, 物质没有发生变化, 能量就没有变化。

其次:假设任意一个反应体系, 其始态为S, 终态为L

(双向箭头包含着对任意数目的中间步骤)

则有这样的结论:ΔH1+ΔH2=0

向学生提出问题:为什么会有这样的结论?

分析:

undefined

若ΔH1+ΔH2≠0, 那么这就违背了能量守恒定律, 即经过了一个循环, 物质没有发生任何改变而使反应体系的能量增加或消失了。而事实上能量是不会凭空增加或消失的, 所以H1+H2=0一定成立。

在此基础上就可以引出盖斯定律:只要化学反应体系的始态和终态是确定的, 此反应不论是经过一步还是多步完成, 其热效应是完全相同的。

最后, 举实例分析如何应用盖斯定律。

例:已知:

undefined

求undefined (g) 的反应热。

解析:依题图示:

C (s) 与O2 (g) 反应可以一步完成生成CO2, 也可以分成两步完成。

因此根据盖斯定律:ΔH3+ΔH2=ΔH1⇔ΔH3=ΔH1-ΔH2

又能量变化的物质基础是物质发生了改变。

分析C (s) 与O2 (g) 一步完成反应和多步完成反应过程中物质变化的情况。

undefined

从总体上看, CO只是中间的一个过渡产物, 因此最终CO与O2 (g) 生成是CO2 (g) .

所以, 任何一个反应不论是一步完成, 还是多步完成, 其反应过程中物质的变化形式是一致的, 因此产生的热效应是一致的。

然后小结:以后凡是遇到类似的问题:利用已知的各种化学反应所产生的热效应来求解未知化学反应所产生的热效应。要求解它, 思考的切入点:想办法用所有已知的化学反应方程式通过适当的变形去构建所求解的化学反应方程式。从而自然地得到我们所需要求解的热效应。最后选用一道题作为随堂练习, 巩固学生对所学内容的理解。

习题:NH3 (g) 燃烧生成NO2 (g) 和H2O (g) , 已知:

undefined

3 (g) ΔH3=-46.0KJ/mol

试计算NH3 (g) 的燃烧热。

解析:根据所学的知识写出NH3热化学方程式:

undefinedundefined要通过已知的 (1) 、 (2) 、 (3) 三个化学反应方程式作适当的变形构建出所要求解的化学反应方程式。学生自然就会将已知的化学方程式作出这样的变形:undefined就可以得到所要求的化学方程式。这样自然就可以求出:undefined。

这节课经过这样的处理, 使学生很快就学会用盖斯定律来求解相类似的问题, 实践证明效果较好。

化学反应热的计算篇5

教学目标：知识与技能：

化学反应热的计算

1、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律；

2、能正确运用盖斯定律解决具体问题；

3、学会化学反应热的有关计算。过程与方法：

培养学生的自学能力、灵活运用知识分析问题解决问题的能力教学重点：

盖斯定律的应用，化学反应热的有关计算教学难点：盖斯定律的应用课时安排：1课时

教学方法：读、讲、议、练，启发式，多媒体辅助教学教学过程：

【引入】在化学科学的研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，那么如何获得它们的反应热数据呢？这就是这节课要研究的内容。【板书】第三节化学反应热的计算

【知识回顾】已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol 1）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 2）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式

【讲解】正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。

【思考】298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H =-92.38kJ/mol在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？

【学生讨论后回答，教师总结】该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ。

【思考】如何测出这个反应的反应热：

C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=? 【学生回答】不能测量，因为C燃烧很难使其完全生成CO而没有CO2.用心爱心专心【过渡】既然不能测量，那应如何才能知道该反应的反应热呢？【学生回答】通过盖斯定律进行计算。

【指导阅读】阅读教材相关内容，讨论并回答下列问题：（1）什么是盖斯定律？

（2）盖斯定律在科学研究中有什么重要意义？

（3）认真思考教材以登山经验“山的高度与上山的途径无关”的道理，深刻理解盖斯定律。

【学生讨论后回答，教师板书】

一、盖斯定律

1、盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。

2、通过盖斯定律可以计算出一些不能直接测量的反应的反应热。

【讲解】因为有些化学反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副产物产生），这给测定反应热造成了困难。此时用盖斯定律就可以间接地把他们的反应热计算出来。

【思考】应如何用盖斯定律进行反应热的计算呢？【讲解】2.盖斯定律直观化

△H＝△H1+△H2

【引导】由以上计算过程总结利用盖斯定律进行计算的步骤。

用心爱心专心【学生总结回答，教师板书】

3、盖斯定律的应用

（1）写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)（2）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。【例1】已知① CO(g)+ 1/2 O2(g)= CO2(g);ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g)+ 1/2 O2(g)= H2O(l);ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3 O2(g)= 2 CO2(g)+ 3H2O(l);ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算: ④2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l)的ΔH 【解】：①×2 + ②×4-③ = ④ ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol 【练习】已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： ①C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol ②C(金刚石，s)+O2(g)= CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol 据此判断，下列说法正确的是（）

A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高;C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

【过渡】以上我们研究了利用盖斯定律进行的反应热的计算，而对于反应热的计算的方法很多，下面我们来研究一下有关反应热计算的综合计算。【板书】

二、反应热的计算

利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算: 常见题型：

题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量

用心爱心专心具体内容：

1.已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式。

2、有关反应热的计算:（1）盖斯定律及其应用

（2）根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。(3)利用键能计算反应热

【阅读】让学生自己阅读教材例1和例2从中反思有关反应热计算的方法、思路和具体步骤。【练习】

1、已知：C(s)+O2(g)= CO2(g)△H＝-393.5 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l)△H＝－241.8kJ/mol欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为()A.2:3.25 B.12:3.25 C.1:1 D.393.5:241.8 2、1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体所释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。

(1)下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体的晶格能的是 A.Na(g)+Cl(g)=NaCl(s)△H B.Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s)△H1 C.Na(s)=Na(g)△H2 D.Na(g)-e=Na(g)△H3 E.1/2 Cl2(g)= Cl(g)△H4 F.Cl(g)+ e= Cl(g)△H5(2)写出△H与△H1、△H2、△H3、△H4、△H5之间的关系式【课下作业】课后习题第3、4题。

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加氢裂化反应热的合理利用篇6

一、四川石化加氢裂化装置反应换热过程

四川石化加氢裂化装置反应换热过程如图一所示。

本装置原料油与热高分气经过热高分气/冷原料油换热器E2009、热高分气/热原料油换热器E2006换热升温至188-196℃, 与反应产物经过反应流出物/冷原料油换热器E2004、反应流出物/热原料油换热器E2002换热升温至351-376℃, 然后与加热炉F2001出口氢气混合, 进入反应器。反应产物经反应流出物/热循环氢换热器E2001、反应流出物/热原料油换热器E2002、反应流出物/冷循环氢换热器E2003、反应流出物/冷原料油换热器E2004、反应流出物/分馏硫化氢汽提塔油换热E2005换热到274℃后, 进入热高压分离器V2002进行气、油两相分离。热高分气经过热高分气/热原料油换热器E2006、热高分气/热循环氢换热器E2007、热高分气/分馏硫化氢汽提塔热进料E2008、热高分气/冷原料油换热器E2009、热高分气/冷循环氢换热器E2010、热高分气/汽提塔冷进料换热器E2011换热后, 进入热高分气空冷器EA2002。

通过温控阀TIC21703来控制原料油与热高分气换热后温度T1;通过温控阀TIC21701来控制冷低分油换热后温度;通过温控阀TIC21302来控制原料油与反应流出物换热后温度;通过温控阀TIC21401来控制反应流出物进入热高分器的温度;通过手操器HC21301控制循环氢与反应流出物换热后温度。

二、换热回收利用热量

当装置在设计负荷下运行, 各项生产指标满足工艺要求时, 其中各换热器负荷见表一。

反应系统:原料油和循环氢通过换热器获取热量总和为70.52MV。而反应加热炉F2001的总负荷为7.14MV, 仅为换热取热总和的10%。

分馏系统:分馏进料通过换热获取热量总和为26.31MV, 相当于分馏加热炉F3001总负荷 (42.66MV) 的一半多。

由此可见, 换热器所提供热量在装置所需反应热量中占较高比例, 合理利用换热器取热显得尤为重要。当原料油和循环氢取走的热量减少时, 势必增加加热炉的负荷来达到反应温度的工艺指标。因此, 需要在生产过程中加强对换热流程的调整, 使得换热器发挥最大的换热效果, 以减低加热炉的负荷, 实现节能的目的。

三、合理利用换热

在实际生产过程中, 换热器的最大换热效果和最佳生产状态有时候并不能达到高度的统一。比如:如果过度加大反应产物与原料油和氢气的换热, 会使得反应产物进入热高压分离器的温度过低, 从而导致反应部分的热油进入汽提塔的温度就会降低。这样不仅不能把高热油的能量直接送到分馏系统, 导致分馏炉热负荷增加, 还会降低汽提塔的分离效果。这样做虽然降低了反应炉的负荷, 却导致分馏炉负荷增加, 如果汽提塔要达到相同的分离效果, 还需要加大气提蒸汽量, 这样看装置整体耗能也不能因此降低。

另外, 如果过度加大热高分气换热器的换热, 会使热高分气在高压空冷前温度过低。由于NH4Cl结晶温度是180-200℃, NH4HS结晶温度150℃, 过低的温度会导致在注水点之前胺盐就已经结晶析出, 阻塞前部高换管路, 对生产运行带来严重隐患。因此, 在调整反应换热流程的同时, 必须考虑热高分温度和注水点位置的影响。

在正常生产过程中, 以下两个方面应该作为换热取热的重要参考指标:

1. 反应流出物进入热高分温度 (T5) 应控制在270℃左右。

反应流出物进入热高分器的温度通过温控阀TIC21401来控制。控制原料油与反应产物换热后温度 (T2) 在一定范围内稳定, 通过TIC21401改变E2005的负荷来控制反应流出物进入热高分温度 (T5) 。操作中应避免E2005负荷过大或者过小而失去调节反应流出物进入热高分温度 (T5) 的能力。适当的控制原料油与反应产物换热后温度 (T2) 和循环氢与反应产物换热后的温度 (T3) , 使E2005的负荷有一定的操作弹性。

2. 高压空冷入口温度应在150-160℃。

高压空冷入口温度可通过调节原料油与热高分气换热后温度和冷低分油与热高分气换热后温度来控制。提高原料油与热高分气换热后温度 (T1和冷低分油与热高分气换热后温度可以降低高压空冷入口温度。相反, 降低原料油与热高分气换热后温度和冷低分油与热高分气换热后温度可以提高高压空冷入口温度。

在装置开工过程中, 合理调整换热流程也有着极为重要的意义。如下为加氢裂化装置开工过程中反应系统引低氮柴油硫化前升温升压阶段:

工艺状态:反应系统压力3.0MPa氢气循环, 反应器入口温度控制在110℃, 待热高压分离器器壁温度大于93℃后, 进行系统升压。分馏系统热油循环, 尾油循环温度120℃。

瓶颈分析:由于反应器入口温度控制较低, 反应产物经换热进入热高分V2002温度很难到达90℃以上, 因此热高压分离器器壁温度不能大于93℃。 (反应系统工艺介质仅为氢气, 不考虑高分温度和注水点温度。)

解决方案:E2005, 反应产物和汽提塔底油换热。正常生产时, 由汽提塔底油取走反应产物热量, 控制进入热高压分离器介质温度。开工阶段, 可以利用E2005给进入热高压分离器的循环氢加热, 使得热高分气温度上升。这样, 分馏部分的热量可以通过E2005被带至热高压分离器, 提升了热高压分离器器壁温度, 使得反应系统升压工作得以继续进行。

结束语

加氢裂化装置热量的合理利用是节能生产的重要途径。装置在生产过程中利用多台换热器有效地回收利用了反应产物的热量, 降低了装置能耗。同时, 过度换热并不是装置最优运转状态。从各个方面综合考虑换热, 对热量的合理和有效回收利用, 是装置生产运行在最佳状态的前提和保障。

摘要：现代化工装置的节能要求越来越高, 加氢裂化装置存在大量换热, 本文通过对四川石化加氢裂化装置反应系统换热过程的分析, 提出了加氢裂化装置换热回收利用热量的问题, 并阐述了合理利用换热的方法。

关键词：加氢裂化,反应,热负荷,换热

参考文献

[1]李立权.加氢裂化装置操作指南[M].北京:中国石化出版社, 2005.

[2]金德浩.加氢裂化装置技术问答[M].北京:中国石化出版社2006.

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