化學(xué)平衡移動(dòng)與合成氨工業(yè)課件

第3講化學(xué)平衡移動(dòng)合成氨工業(yè)基礎(chǔ)盤點(diǎn)、化學(xué)平衡移動(dòng)1.概念可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后,若反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等發(fā)生了變化,平衡混合物中各組分的濃度也會(huì)隨之改變_,從而在一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過(guò)程,叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。2.過(guò)程原化學(xué)平衡狀態(tài)條件「平衡被破壞段建立新化學(xué)平衡狀態(tài)改變Lv正≠礦她」時(shí)間后L化學(xué)平衡移動(dòng)3.平衡移動(dòng)方向與反應(yīng)速率的關(guān)系(1)正>"遵,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)正=ν逆,平衡不移動(dòng)。(3)正<v,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響1.溫度的影響吸熱反應(yīng),k增大(1)升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)k減小方向移動(dòng)(2)升高溫度吸熱反應(yīng),K減小化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)方向移動(dòng)K增大2.濃度的影響(1)反應(yīng)物濃度增大或生成物濃度減小時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(2)反應(yīng)物濃度減小或生成物濃度增大時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)3.壓強(qiáng)的影響增大壓強(qiáng)V≠0平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)(的反應(yīng)減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)(2)V=0的反應(yīng):改變壓強(qiáng),平衡不移動(dòng)。4.化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律(勒夏特列原理)封閉體系中,如果僅改變平衡體系的一個(gè)條件(如溫度、濃度、壓強(qiáng),平衡將向減弱這種改變的方向移動(dòng)。注意:①對(duì)原理中“減弱這種改變”的正確理解應(yīng)當(dāng)是:升高溫度時(shí),平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);增加反應(yīng)物,平衡向反應(yīng)物減少的方向移動(dòng);增大壓強(qiáng),平衡向壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)②移動(dòng)的結(jié)果只是減弱了外界條件的變化,而不能完全抵消外界條件的變化,達(dá)到新平衡時(shí)此物理量更靠近外界條件改變的方向。如增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,但達(dá)到新平衡時(shí),A的濃度仍比原平衡時(shí)大;同理,若改變溫度、壓強(qiáng)等,其變化也相似。三、合成氨工業(yè)適宜條件的選擇1.反應(yīng)特點(diǎn)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0AS<O2.合成氨適宜條件的選擇(1)溫度以700K左右為宜;(2)壓強(qiáng)大致可分為低壓(1×1012a、中壓(2×10Pa3×10Pa)和高壓(85×10Pa~1×10Pa)三種類型(3)用鐵做催化劑(4按N2與H2的物質(zhì)的量之比為1:2.8投料并及時(shí)分離出NH3。四、合成氨工業(yè)的簡(jiǎn)要流程合成氨工業(yè)的簡(jiǎn)要流程可用方框圖表示為N,、H洗滌器的制取凈化壓縮一合成分離一液氨除塵器壓縮機(jī)合成塔冷凝器(1)原料氣的制取N2:將空氣液化、蒸發(fā)分離出N2或者將空氣中的O2與碳作用生成CO2,除去CO2后得N2。H2:用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然氣等)在高溫下制取用煤和水制H2的主要反應(yīng)為:C+H2O(g高溫CO十H2,CO+H2O(g催化劑CO2+H2(2)制得的N2、H2需凈化、除雜質(zhì),再用壓縮機(jī)壓縮至高壓。(3)氫的合成:在適宜的條件下,在合成塔中進(jìn)行。(4)氨的分離:經(jīng)冷凝使氨液化,將氨分離出來(lái),為提高原料的利用率,將沒(méi)有完全反應(yīng)的N2和H2循環(huán)送入合成塔,使其被充分利用。迷津指點(diǎn)根據(jù)合成氨的化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NHg)△H=-924kJ.mol,要根據(jù)多方面情況,綜合考慮條件的選擇,并不是壓強(qiáng)越大越好,溫度越低越好,要理解“適宜”的真正含義。考點(diǎn)精講考點(diǎn)一化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系速率不變:如容積不變時(shí)充入稀有氣體一平衡不移動(dòng)改變條件程度相同使用借化劑成對(duì)氣體體積無(wú)變化平衡不移動(dòng)速率正="逆的反應(yīng)改變壓強(qiáng)改變濃度程度不同vm逆壓強(qiáng)平衡移動(dòng)溫度分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意(1)不要把ν正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同起來(lái),只有ν正>