化學(xué)平衡移動與合成氨工業(yè)課件

第3講化學(xué)平衡移動合成氨工業(yè)基礎(chǔ)盤點、化學(xué)平衡移動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隨之改變_,從而在一段時間后達(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)的變化過程,叫做化學(xué)平衡的移動。2.過程原化學(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」時間后L化學(xué)平衡移動3.平衡移動方向與反應(yīng)速率的關(guān)系(1)正>"遵,平衡向正反應(yīng)方向移動。(2)正=ν逆,平衡不移動。(3)正<v,平衡向逆反應(yīng)方向移動。、外界條件對化學(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(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,平衡向正反應(yīng)方向移動(2)反應(yīng)物濃度減小或生成物濃度增大時,平衡向逆反應(yīng)方向移動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(的反應(yīng)減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動(2)V=0的反應(yīng):改變壓強(qiáng),平衡不移動。4.化學(xué)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(qiáng),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(yīng)當(dāng)是:升高溫度時,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動;增加反應(yīng)物,平衡向反應(yīng)物減少的方向移動;增大壓強(qiáng),平衡向壓強(qiáng)減小的方向移動②移動的結(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,A的濃度仍比原平衡時大;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(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,為提高原料的利用率,將沒有完全反應(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。考點精講考點一化學(xué)平衡移動的判斷化學(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(yīng)改變壓強(qiáng)改變濃度程度不同vm逆壓強(qiáng)平衡移動溫度分析問題時應(yīng)注意(1)不要把ν正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動等同起來,只有ν正>