資源簡介

(共21張PPT)
第四節 化學反應的調控
知識點 1 工業合成氨反應條件的選擇
必備知識 清單破
1.合成氨反應特點

2.提高合成氨反應速率和平衡轉化率的條件比較
提高化學反應速率 提高平衡轉化率 綜合結果
壓強 高壓 高壓 高壓
溫度 高溫 低溫 兼顧化學反應速率和平衡轉化率,且考慮催化劑活性,選取適宜溫度
催化劑 使用 無影響 使用
濃度 增大反應物濃度 增大反應物濃度,減小生成物濃度 增大反應物濃度,且不斷將生成物及時分離出來
3.工業合成氨的適宜條件及分析
(1)壓強:10 MPa~30 MPa。不采用更高壓強的理由是壓強越大,對設備的要求越高、需要的
動力越大。
(2)溫度:400~500 ℃。工業合成氨溫度不能太高的理由:①合成氨反應為放熱反應,升高溫度,
平衡轉化率降低;②500 ℃左右時催化劑(鐵觸媒)活性最大,溫度過高,催化劑活性減弱。
(3)催化劑:使用鐵觸媒做催化劑,能夠加快反應速率,縮短達到平衡的時間。
(4)濃度:N2和H2的物質的量之比為1∶2.8的投料比,氨及時從混合氣中分離出去,提高原料的
利用率。
知識點 2 化學反應的調控
1.影響化學反應的因素
(1)反應物本身:如反應物的組成、結構和性質等。
(2)反應條件:如溫度、濃度、壓強、催化劑等。
2.化學反應的調控
(1)概念:通過改變反應條件使一個可能發生的反應按照某一方向進行。
(2)考慮因素:除考慮影響化學反應速率和化學平衡的因素外,還要考慮設備條件、安全操
作、經濟成本等多方面因素。
3.工業上適宜生產條件的選擇【詳見定點】
知識辨析
1.氨易液化,N2、H2在實際生產中可循環使用,所以總體來說有利于提高合成氨的產率,這種
說法對嗎
2.催化劑可加快化學反應速率,且有利于化學平衡向合成氨的方向移動,這種說法對嗎
3.在合成氨工業中,增大壓強既可提高反應速率,又可提高氨的產量,那么在實際生產過程中,
壓強越大越好,這種說法對嗎
一語破的
1.對。將平衡混合物中的氨液化并及時分離出去,有利于反應正向進行,N2、H2循環使用有利
于提高合成氨的產率。
2.不對。催化劑可以改變化學反應速率,但不能使化學平衡發生移動。
3.不對。溫度一定時,增大混合氣體的壓強,既可提高反應速率,又可提高氨的產量,但壓強越
大需要的動力越大,對設備的要求越高,一般采用10 MPa~30 MPa,不采用更高壓強。
關鍵能力 定點破
定點 工業上適宜生產條件的選擇
1.基本原則——多、快、好、省
(1)多:生成的產品盡量多,化學平衡盡量正向移動。
(2)快:按確定的目標方向,反應速率要快。
(3)好:反應原理合理,反應途徑最優。
(4)省:原料利用率高,省料省時省能源。
2.條件分析
有利于加快反應 速率的條件控制 有利于平衡正向移動的條件控制 綜合分析結果
濃度 增大反應物的濃度 增大反應物的濃度、及時地分離出生成物 不斷地補充反應物、及時地分離出生成物
催化劑 使用合適的催化劑 — 使用合適的催化劑
有利于加快反應 速率的條件控制 有利于平衡正向移動的條件控制 綜合分析結果
溫度 高溫 ΔH<0 低溫 兼顧化學反應速率和平衡轉化率,考慮催化劑的活性
ΔH>0 高溫 在設備條件允許的前提下,盡量采取高溫并考慮催化劑的活性
壓強(有氣體 參加的反應) 高壓 ΔVg<0 高壓 在設備條件允許的前提下,盡量采取高壓
ΔVg>0 低壓 兼顧化學反應速率和平衡轉化率,選取適宜的壓強
說明:ΔVg=(化學方程式中氣態產物化學計量數之和)-(氣態反應物化學計量數之和)。
典例 近年來,隨著聚酯工業的快速發展,氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。
因此,將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。Deacon發明的直接氧化法為:
4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中,進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于
1∶1、4∶1、7∶1時HCl平衡轉化率隨溫度變化的關系:

可知反應平衡常數K(300 ℃)　　　 K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。設HCl初始濃度為c0,根據進料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數據計算K(400 ℃)=　　　　　　　　　　
(列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率,同時降低產物分離的能耗。進料濃度比 c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是 。
解析 由題圖可知,進料濃度比一定時,溫度升高,HCl平衡轉化率降低,即平衡逆向移動,則該
可逆反應的正反應是放熱反應,故K(300 ℃)>K(400 ℃);溫度相同時,隨著進料濃度比c(HCl)∶
c(O2)逐漸增大,HCl平衡轉化率逐漸降低,所以圖中三條曲線由上到下分別對應的進料濃度比
c(HCl)∶c(O2)為1∶1、4∶1、7∶1,400 ℃、c(HCl)∶c(O2)=1∶1時,HCl的平衡轉化率為8
4%。設HCl初始濃度為c0(O2初始濃度也為c0),則平衡時HCl、O2、Cl2、H2O(g)的濃度分別為
(1-0.84)c0、(1-0.21)c0、0.42c0、0.42c0,則K(400 ℃)= =
。進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低,導致平衡時氣體中混有大量O2,增大分
離能耗;進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過高,會導致平衡時HCl轉化率較低。
答案　大于 　O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉化率較低
學科素養 情境破
情境探究
素養 變化觀念與平衡思想——化學反應的調控
　　二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體CO2。合成甲醇的總反應為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1。(情境選自2021年全國甲卷28題)
問題1 為提高平衡體系中CH3OH的產率,可采取哪些措施
提示 增大壓強、降低溫度、增大CO2或H2的濃度、及時分離出CH3OH等均可促使平衡正
向移動,有利于提高CH3OH的產率。
問題2 二氧化碳與氫氣制甲醇過程中需要加入催化劑,其他條件不變時,催化劑是如何影響化
學反應的
提示 其他條件不變時,使用催化劑一般能加快化學反應速率;對于可逆反應,催化劑可以同
等程度地加快正、逆反應速率。這是因為使用催化劑后,降低了反應的活化能,增大了活化
分子百分數,有效碰撞次數增加。催化劑能改變化學反應歷程,降低反應的活化能,進而影響
化學反應。
問題3 合成甲醇的反應中反應物的初始量n(H2)/n(CO2)=3時,在不同條件下達到平衡,設體系
中甲醇的物質的量分數為x(CH3OH),在t=250 ℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105 Pa下的x(CH3
OH)~t如圖所示。
當x(CH3OH)=0.10時,CO2的平衡轉化率為多少 圖中哪個曲線表示等壓過程,請說明判斷的理由。
提示 設起始n(CO2)=1 mol,n(H2)=3 mol,反應的CO2的物質的量為y mol,列出“三段式”:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol　　1　　　　3　　　　　　　0　　　　　0
轉化/mol　 y　　　　3y　　　　　 y　　　　 y
平衡/mol　　1-y　　　3-3y　　　　 y　　　　 y
當x(CH3OH)=0.10時,即 =0.1,解得y= ,故平衡時α(CO2)= ×100%≈33.3%。該反應的正反應為放熱反應,升高溫度時平衡逆向移動,體系中x(CH3OH)減小,因此圖中表示等壓過程的曲線是b。
化工生產條件選擇的分析角度
講解分析
1.從反應原理分析:反應原理要合理正確,還要考慮反應條件是否容易滿足、反應是否污染環境等。
2.從化學反應速率分析:既不能過快,使反應不可控,又不能太慢,使生產效率很低。
3.從化學平衡移動分析:既要注意外界條件對反應速率和化學平衡影響的一致性,又要注意二
者影響的矛盾性。
4.從實際生產能力分析:如設備承受高溫、高壓的能力等。
5.從催化劑的選擇及催化劑活性對溫度的要求分析
(1)催化劑與活化能:催化劑能降低活化能,活化能越低,反應速率越快。
(2)催化劑的活性:絕大多數催化劑都有活性溫度范圍,溫度太低,催化劑活性低,反應速率慢;
溫度太高,催化劑易失活。
(3)催化劑的選擇性:合適的催化劑能有效提高主產物在產物中的比例,減少副反應的發生。
典例呈現
例題 工業常采用氨氧化法制硝酸,主要工藝流程如圖所示。將氨和空氣混合通入氧化爐,發
生反應為4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,生成的NO利用反應后殘余的O2繼續
被氧化為NO2:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1,隨后將NO2通入吸收塔制取硝
酸。吸收塔排放的尾氣中含有少量NO、NO2等氮氧化物。工業以石灰乳為試劑,采用氣—
液逆流接觸法(尾氣從處理設備的底部進入,石灰乳從設備頂部噴淋)處理尾氣。下列有關工
業制備硝酸的說法不正確的是 (　 )
B
A.合成塔中使用催化劑,可以提高單位時間內H2的轉化率
B.升高溫度可以提高氧化爐中NH3的平衡轉化率
C.吸收塔中鼓入過量的空氣可以提高硝酸的產率
D.采用氣—液逆流接觸法是為了對尾氣中的氮氧化物吸收更充分
素養解讀 本題以硝酸的工業制備流程為情境載體,考查了物質轉化、化學反應的調控等相
關知識,體現了變化觀念與平衡思想的化學學科核心素養。
信息提取 解答本題的關鍵是讀明白題中信息和工藝流程圖。為了提高原料的利用率,氨分
離后的氣體應循環利用;NH3經催化氧化生成NO,NO與O2繼續反應生成NO2,然后用水吸收
NO2得到HNO3,尾氣(NO、NO2等)用石灰乳吸收,有利于環境保護。在實際化工生產中要盡
可能提高原料的利用率,可采用原料氣體循環的操作;又要利于環境保護,可對尾氣循環處理
或用化學試劑吸收;生產中還要綜合考慮化學反應的調控等。
解題思路 催化劑可加快化學反應速率,提高單位時間內H2的轉化率,A正確;氧化爐中氨催
化氧化為NO的反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,會降低NH3的平衡轉化率,B錯誤;吸
收塔中鼓入過量空氣,有利于NO轉化為NO2、NO2轉化為HNO3,提高硝酸的產率,C正確;采用
氣—液逆流接觸法可增大氮氧化物與石灰乳的接觸面積,有利于氮氧化物的充分吸收,D正確。
　　化學反應的調控是化學平衡相關知識在化工生產中的實際應用,利用所學理論知識,結
合生產能力,選擇最佳的反應條件,以達到經濟效益和社會效益的共贏。
思維升華第二章　化學反應速率與化學平衡
第四節　化學反應的調控
基礎過關練
題組一　　合成氨條件的選擇
1.合成氨工業的主要反應為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,在密閉容器中進行。下列說法正確的是　 (　　)
A.其他條件不變,及時分離出NH3,會降低NH3的產率
B.使用催化劑可使N2的轉化率達到100%
C.其他條件不變,增大壓強不僅能提高反應物的轉化率,還能縮短達到平衡的時間
D.其他條件不變,溫度越高,氨氣的產率越高
2.下列有關合成氨工業的說法正確的是 (　　)
A.工業合成氨的反應是熵減小的放熱反應,在低溫或常溫下可自發進行
B.恒容條件下充入稀有氣體有利于NH3的合成
C.合成氨廠一般采用的壓強為10 MPa~30 MPa,因為該壓強下鐵觸媒的活性最高
D.N2的量越多,H2的轉化率越大,因此,充入的N2越多越有利于NH3的合成
3.工業合成氨的流程如圖所示,有關說法錯誤的是 (　　)
A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒
B.步驟②中“加壓”既可以提高原料的平衡轉化率,又可以加快反應速率
C.步驟③、④、⑤均有利于提高原料的平衡轉化率
D.產品液氨除可用來生產化肥外,還可用作制冷劑
題組二　　化學反應的調控
4.某化工廠生產硝酸的流程如圖1所示;其他條件相同時,裝置③中催化劑鉑網的成分、溫度與氧化率的關系如圖2所示。下列說法不正確的是 (　　)
圖1
圖2
A.該流程中,①③④發生了氧化還原反應
B.②中利用氨易液化的性質實現反應物和生成物的分離
C.③中最佳反應條件是鉑網成分為純鉑、溫度為900 ℃
D.④中通入過量空氣可以提高硝酸的產率
5.(經典題)在硫酸工業中,通過下列反應使SO2氧化為SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ/mol。下表列出了恒容剛性容器中,在不同溫度和壓強下,反應達到平衡時SO2的轉化率。下列說法錯誤的是 (　　)
溫度/℃ 平衡時SO2的轉化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
500 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A.在達到平衡時充入He增大壓強,不能增大SO2的轉化率
B.為了增大SO2的轉化率,可以控制SO2與O2的投料比小于2
C.應選擇的適宜生產條件是450 ℃,10 MPa
D.在實際生產中,選定的溫度為400~500 ℃,主要原因是考慮催化劑的活性
能力提升練
題組一　　工業合成氨條件的選擇與分析
1.工業合成氨反應包含多個基元反應,其反應機理如圖所示,已知各物種在催化劑表面吸附放出能量。下列說法錯誤的是 (　　)
A.從充入反應物到A處,表示N2、H2在催化劑表面吸附放熱
B.B→C過程決定了總反應的速率
C.工業合成氨溫度為700 K左右,原因之一是催化劑在此溫度下活性較高
D.提高催化劑的活性能減小反應熱
2.合成氨的化學反應為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。吉林大學與韓國、加拿大科研人員合作研究,提出基于機械化學(“暴力”干擾使鐵活化)在溫和條件下由氮氣合成氨的新方案(過程如圖所示),利用這種方案所得氨的體積分數最終可高達82.5%。下列有關分析錯誤的是 (　　)
A.鐵是該合成氨反應的催化劑
B.采用該方案生產氨氣,活化能不變
C.采用該方案生產氨氣,ΔH不變
D.該方案所得氨的含量高,與反應溫度較低有關
題組二　　工業情境中適宜生產條件的選擇
3.二十世紀初,工業上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素[CO(NH2)2]。反應均可逆且分兩步進行:①CO2(l)+2NH3(l) NH2COONH4(l),②NH2COONH4(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l),反應過程的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.升高溫度,可分離得到更多的NH2COONH4
B.隨著反應的進行, NH2COONH4的量會持續增大
C.增大,能增大CO2的平衡轉化率
D.合成尿素反應CO2(l)+2NH3(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH=E1-E4
4.在一定的溫度和壓強下,將按一定比例混合的CO2和H2通過裝有催化劑的反應器可得到甲烷。
已知:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-165 kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ·mol-1
催化劑的選擇是CO2甲烷化技術的核心。在兩種不同催化劑作用下反應相同時間,測得CO2轉化率和生成CH4選擇性(CH4選擇性=×100%)隨溫度的變化如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A.在260~320 ℃,以Ni-CeO2為催化劑,升高溫度CH4的產量基本不變
B.延長W點的反應時間,一定能提高CO2的轉化率
C.反應CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)在任何溫度下均不能自發進行
D.選擇合適的催化劑有利于提高CH4的選擇性
5.(教材深研拓展)合成氨工業的發展體現了化學科學與技術的不斷進步。
(1)用氮氣、碳化鈣(CaC2)與水蒸氣反應制備氨:
ⅰ.碳化鈣和氮氣在1 000 ℃的高溫下產生CaCN2;
ⅱ.CaCN2與水蒸氣反應生成氨氣。
寫出反應ⅱ的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)以N2和H2為原料直接合成氨。其反應為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
①N2的化學性質穩定,即使在高溫、高壓下,N2和H2的反應仍然進行得十分緩慢。從分子結構角度解釋原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　(已知:一般,鍵能越大,物質的穩定性越強)。
②壓強對合成氨反應有較大影響。不同壓強下,以物質的量分數x(H2)=0.75、x(N2)=0.25進料(組成1),反應達平衡時,氨氣的物質的量分數x(NH3)與溫度的關系如圖。
ⅰ.判斷壓強:p1　　　　p2(填“>”或“<”),簡述理由:　　　　　　　。
ⅱ.在p1、x(NH3)=0.20時,氮氣的轉化率為　　　　。
ⅲ.合成氨原料氣中存在不參與反應的Ar時會影響NH3的平衡含量。在p1時,以物質的量分數x(H2)=0.675、x(N2)=0.225、x(Ar)=0.10進料(組成2),反應達平衡時x(NH3)與溫度的關系與組成1相比有一定變化,在上圖中用虛線畫出相應曲線。
(3)我國科學家研制出Fe-TiO2-xHy雙催化劑,通過光輻射產生溫差(如體系溫度為495 ℃時,納米Fe的溫度為547 ℃,而TiO2-xHy的溫度為415 ℃),解決了溫度對合成氨工業反應速率和平衡轉化率影響矛盾的問題,其催化合成氨機理如圖所示。
分析解釋:與傳統的合成氨(鐵觸媒、400~500 ℃)相比,Fe-TiO2-xHy雙催化劑雙溫催化合成氨具備優勢的原因是　　　　　　　　 　。
答案與分層梯度式解析
基礎過關練
1.C 2.A 3.C 4.C 5.C
1.C　及時分離出NH3,平衡正向移動,有利于生成NH3,使NH3的產率增大,A錯誤;催化劑不能改變平衡轉化率,且為可逆反應,則N2的轉化率一定小于100%,B錯誤;增大壓強,反應速率加快,達到平衡的時間縮短,平衡正向移動,可提高反應物的轉化率,C正確;合成氨反應的正反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,氨氣的產率降低,D錯誤。
2.A　根據ΔG=ΔH-TΔS<0時反應可以自發進行,該反應的ΔH<0、ΔS<0,所以在低溫或常溫下可自發進行,A正確;恒容條件下充入稀有氣體,參與反應的各物質的濃度沒有改變,則平衡不移動,對氨氣的合成沒有影響,B錯誤;合成氨的反應是氣體分子數減小的反應,高壓有利于平衡向正反應方向移動,且能提高正反應速率,跟催化劑的活性無關,C錯誤;N2的量越多,H2的轉化率越大,但并不是N2的量越多越好,D錯誤。
3.C　合成氨使用鐵觸媒催化劑,為防止催化劑中毒,必須將原料“凈化”處理,A項正確;步驟②中“加壓”,可加快合成氨反應速率,又能使平衡右移,提高原料的平衡轉化率,B項正確;步驟③不能提高原料的平衡轉化率,步驟④、⑤有利于提高原料的平衡轉化率,C項錯誤;產品液氨可用酸吸收生產銨態氮肥,液氨汽化時會吸收大量熱,可用作制冷劑,D項正確。
4.C　該流程中,①中發生N2、H2合成氨的反應,③中存在氨的催化氧化反應,④中氮的氧化物被氧化成HNO3,因此均發生了氧化還原反應,A正確;②中利用氨易液化的性質實現反應物和生成物的分離,B正確;③中最佳反應條件是鉑網成分為含10%銠的鉑、溫度為900 ℃,C錯誤;④中通入過量空氣,可使氮的氧化物充分反應,可以提高硝酸的產率,D正確。
5.C　反應容器為恒容剛性容器,充入與反應無關的氣體,反應體系中參與反應的各氣體濃度不變,SO2轉化率不變,A正確;控制SO2和O2的投料比小于2,可增大SO2的轉化率,B正確;由表格數據可知,相同壓強下,450 ℃時SO2的轉化率比500 ℃時的高,450 ℃時,10 MPa時的轉化率比0.1 MPa時的轉化率增大的不明顯,但對設備要求卻很高,C錯誤;溫度在400~500 ℃時,催化劑的活性較好,D正確。
能力提升練
1.D 2.B 3.C 4.D
1.D　從充入反應物到A處,能量降低,表示N2、H2在催化劑表面吸附放熱,A正確;決定總反應速率的是慢反應,活化能越大反應越慢,據圖可知,B→C過程的活化能最大,決定了總反應的速率,B正確;工業合成氨溫度為700 K左右,一個重要原因是催化劑在此溫度下活性較高,可提高催化效率,C正確;催化劑改變反應速率,但是不能改變反應熱,D錯誤。
2.B　由題圖可以看出,Fe結合了活性氮原子參與了反應,后又生成Fe,反應前后Fe的質量和化學性質不變,故Fe是合成氨反應的催化劑,A正確;使用催化劑能改變反應歷程,降低活化能,但不能改變反應的ΔH,B錯誤、C正確;合成氨反應是放熱反應,較低的反應溫度有利于提高NH3產率,D正確。
3.C　反應①放熱、反應②吸熱,升高溫度,反應①逆向移動,反應②正向移動,不能得到更多的NH2COONH4,A錯誤;活化能越大,化學反應速率越慢,反應①活化能小,反應①的化學反應速率快,NH2COONH4的量先增大后減小,B錯誤;增大,能增大CO2的平衡轉化率,C正確;反應①的ΔH=E1-E2,反應②的ΔH=E3-E4,根據蓋斯定律①+②得CO2(l)+2NH3(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l)　ΔH=E1-E2+E3-E4,D錯誤。
4.D　在260~320 ℃,以Ni-CeO2為催化劑,由題圖可知,升高溫度甲烷的選擇性基本不變,但二氧化碳的轉化率升高,則甲烷的產量增大,A錯誤;W點可能為平衡點,延長反應時間二氧化碳轉化率不變,B錯誤;由蓋斯定律可得:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)　ΔH=-206 kJ·mol-1,該反應的ΔH<0、ΔS<0,低溫時可自發進行,C錯誤;由題圖可知,相同時間內以Ni為催化劑,CH4的選擇性低于同溫度下以Ni-CeO2為催化劑時CH4的選擇性,因此選擇合適的催化劑有利于提高CH4的選擇性,D正確。
5.答案　(1)CaCN2+3H2O(g) CaCO3+2NH3
(2)①N2中含,鍵能大,難斷裂　②ⅰ.<　合成氨反應的正反應是氣體分子數減小的反應,相同溫度下,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質的量分數增大　ⅱ.33.3%
ⅲ.
(3)、H—H在“熱Fe”表面易斷裂,有利于提高合成氨反應的化學反應速率;“冷TiO2-xHy”低于體系溫度,在“冷TiO2-xHy”表面生成氨氣,有利于提高氨的平衡產率
解析　(1)CaCN2與水蒸氣反應生成氨氣和碳酸鈣。
(2)①N2中含,鍵能大,難斷裂,因此即使在高溫、高壓下,N2和H2的反應仍然進行得十分緩慢。②ⅰ.合成氨反應的正反應是氣體分子數減小的反應,相同溫度下,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質的量分數增大,所以p1N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始量/mol 1 3 0
變化量/mol x 3x 2x
平衡量/mol 1-x 3-3x 2x
在p1、x(NH3)=0.20時,x(NH3)==0.20,解得x=,N2的轉化率為33.3%。
ⅲ.在相同溫度和壓強下,充入稀有氣體Ar,參與反應的各組分的濃度減小,化學平衡要向著氣體分子數增大的方向移動,即逆向移動,平衡時氨的物質的量分數減小。
12

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