判断题
对于体积增大的反应,水蒸气作为降低气体分压的稀释剂,越多越好。()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
该说法是**错误**的。虽然对于体积增大的反应(即反应前后气体分子数增加的反应,$\Delta n_g > 0$),加入水蒸气作为稀释剂确实有利于平衡向正反应方向移动,但并非“越多越好”,原因如下:
1. **热力学角度(有利面):**
根据勒夏特列原理或平衡常数表达式 $K_p = K_x \cdot P^{\Delta n_g}$,在总压 $P$ 不变的情况下,加入惰性气体(如水蒸气在高温下往往视为惰性稀释剂)会降低反应组分的分压。对于 $\Delta n_g > 0$ 的反应,降低分压相当于减压,确实会使平衡向气体体积增大的方向(正反应方向)移动,从而提高转化率。
2. **工程与经济角度(不利面/限制因素):**
* **能耗增加:** 水蒸气需要加热到反应温度,过量的水蒸气会消耗大量的热能,增加燃料成本。
* **设备负荷增大:** 过多的水蒸气会增加气体总体积流量,导致反应器、管道、压缩机等设备的尺寸需要增大,或者在现有设备中降低处理能力,增加投资和操作成本。
* **分离成本:** 反应后需要将产物与水蒸气分离(通常通过冷凝),水蒸气量越大,冷凝和后续处理的能耗及设备要求越高。
* **催化剂寿命与效率:** 在某些反应中,过高的水蒸气分压可能导致催化剂结构变化(如烧结、流失活性组分等)或抑制反应速率。
**结论:**
在实际工业生产中,水蒸气的用量需要经过优化计算,选择一个**最佳的水烃比(或水原料比)**,以在提高转化率和降低操作成本之间取得平衡,而不是简单地认为“越多越好”。
相关知识点:
体积增大反应,水蒸气非越多越好
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