化學平衡移動與合成氨工業(yè)課件

第3講化學平衡移動合成氨工業(yè)基礎盤點、化學平衡移動1.概念可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,若反應條件(如溫度、壓強、濃度等發(fā)生了變化,平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變_,從而在一段時間后達到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程,叫做化學平衡的移動。2.過程原化學平衡狀態(tài)條件「平衡被破壞段建立新化學平衡狀態(tài)改變Lv正≠礦她」時間后L化學平衡移動3.平衡移動方向與反應速率的關系(1)正>"遵,平衡向正反應方向移動。(2)正=ν逆,平衡不移動。(3)正<v,平衡向逆反應方向移動。、外界條件對化學平衡的影響1.溫度的影響吸熱反應,k增大(1)升高溫度化學平衡向吸熱反應放熱反應k減小方向移動(2)升高溫度吸熱反應,K減小化學平衡向放熱反應放熱反應方向移動K增大2.濃度的影響(1)反應物濃度增大或生成物濃度減小時,平衡向正反應方向移動(2)反應物濃度減小或生成物濃度增大時,平衡向逆反應方向移動3.壓強的影響增大壓強V≠0平衡向氣體體積減小的方向移動(的反應減小壓強平衡向氣體體積增大的方向移動(2)V=0的反應:改變壓強,平衡不移動。4.化學平衡移動規(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條件(如溫度、濃度、壓強,平衡將向減弱這種改變的方向移動。注意:①對原理中“減弱這種改變”的正確理解應當是:升高溫度時,平衡向吸熱反應方向移動;增加反應物,平衡向反應物減少的方向移動;增大壓強,平衡向壓強減小的方向移動②移動的結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,達到新平衡時此物理量更靠近外界條件改變的方向。如增大反應物A的濃度,平衡右移,但達到新平衡時,A的濃度仍比原平衡時大;同理,若改變溫度、壓強等,其變化也相似。三、合成氨工業(yè)適宜條件的選擇1.反應特點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的物質的量之比為1:2.8投料并及時分離出NH3。四、合成氨工業(yè)的簡要流程合成氨工業(yè)的簡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,再用壓縮機壓縮至高壓。(3)氫的合成:在適宜的條件下,在合成塔中進行。(4)氨的分離:經冷凝使氨液化,將氨分離出來,為提高原料的利用率,將沒有完全反應的N2和H2循環(huán)送入合成塔,使其被充分利用。迷津指點根據合成氨的化學方程式N2(g)+3H2(g)=2NHg)△H=-924kJ.mol,要根據多方面情況,綜合考慮條件的選擇,并不是壓強越大越好,溫度越低越好,要理解“適宜”的真正含義?？键c精講考點一化學平衡移動的判斷化學平衡與化學反應速率的關系速率不變:如容積不變時充入稀有氣體一平衡不移動改變條件程度相同使用借化劑成對氣體體積無變化平衡不移動速率正="逆的反應改變壓強改變濃度程度不同vm逆壓強平衡移動溫度分析問題時應注意(1)不要把ν正增大與平衡向正反應方向移動等同起來,只有ν正>