化学平衡移动与合成氨工业课件

第3讲化学平衡移动合成氨工业基础盘点、化学平衡移动1.概念可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如温度、压强、浓度等发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变_,从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,叫做化学平衡的移动。2.过程原化学平衡状态条件「平衡被破坏段建立新化学平衡状态改变Lv正≠矿她」时间后L化学平衡移动3.平衡移动方向与反应速率的关系(1)正>"遵,平衡向正反应方向移动。(2)正=ν逆,平衡不移动。(3)正<v,平衡向逆反应方向移动。、外界条件对化学平衡的影响1.温度的影响吸热反应,k增大(1)升高温度化学平衡向吸热反应放热反应k减小方向移动(2)升高温度吸热反应,K减小化学平衡向放热反应放热反应方向移动K增大2.浓度的影响(1)反应物浓度增大或生成物浓度减小时,平衡向正反应方向移动(2)反应物浓度减小或生成物浓度增大时,平衡向逆反应方向移动3.压强的影响增大压强V≠0平衡向气体体积减小的方向移动(的反应减小压强平衡向气体体积增大的方向移动(2)V=0的反应:改变压强,平衡不移动。4.化学平衡移动规律(勒夏特列原理)封闭体系中,如果仅改变平衡体系的一个条件(如温度、浓度、压强,平衡将向减弱这种改变的方向移动。注意:①对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是:升高温度时,平衡向吸热反应方向移动;增加反应物,平衡向反应物减少的方向移动;增大压强,平衡向压强减小的方向移动②移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化,达到新平衡时此物理量更靠近外界条件改变的方向。如增大反应物A的浓度,平衡右移,但达到新平衡时,A的浓度仍比原平衡时大;同理,若改变温度、压强等,其变化也相似。三、合成氨工业适宜条件的选择1.反应特点N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0AS<O2.合成氨适宜条件的选择(1)温度以700K左右为宜;(2)压强大致可分为低压(1×1012a、中压(2×10Pa3×10Pa)和高压(85×10Pa~1×10Pa)三种类型(3)用铁做催化剂(4按N2与H2的物质的量之比为1:2.8投料并及时分离出NH3。四、合成氨工业的简要流程合成氨工业的简要流程可用方框图表示为N,、H洗涤器的制取净化压缩一合成分离一液氨除尘器压缩机合成塔冷凝器(1)原料气的制取N2:将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2,除去CO2后得N2。H2:用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取用煤和水制H2的主要反应为:C+H2O(g高温CO十H2,CO+H2O(g催化剂CO2+H2(2)制得的N2、H2需净化、除杂质,再用压缩机压缩至高压。(3)氢的合成:在适宜的条件下,在合成塔中进行。(4)氨的分离:经冷凝使氨液化,将氨分离出来,为提高原料的利用率,将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔,使其被充分利用。迷津指点根据合成氨的化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NHg)△H=-924kJ.mol,要根据多方面情况,综合考虑条件的选择,并不是压强越大越好,温度越低越好,要理解“适宜”的真正含义。考点精讲考点一化学平衡移动的判断化学平衡与化学反应速率的关系速率不变:如容积不变时充入稀有气体一平衡不移动改变条件程度相同使用借化剂成对气体体积无变化平衡不移动速率正="逆的反应改变压强改变浓度程度不同vm逆压强平衡移动温度分析问题时应注意(1)不要把ν正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有ν正>