Константы равновесия азота водорода

Рост давления приводит к уменьшению константы равновесия, если реакция идет с увеличением числа молей, либо к ее увеличению, если в ходе реакции это число уменьшается (например, при образовании аммиака из азота и водорода). При увеличении числа молей смеси разбавление ее инертным газом увеличивает константу равновесия. [c.20]

Графики на рис. IV- и 1У-2 представляют зависимость процентного содержания аммиака, находящегося в равновесии со смесью водорода и азота, от температуры и давления. Константа равновесия К аммиака в данных условиях может быть рассчитана по формуле Харрисона и Кобе [c.319]

Каждое из этих уравнений может иметь преимущества перед другими в зависимости от того, интересуемся ли мы азотом, аммиаком, водородом или диссоциацией аммиака.) Составьте выражения для константы равновесия применительно к каждому уравнению и установите взаимосвязь между ними. [c.175]

Константа равновесия этой реакции равна 1,75-10 , что соответствует степени диссоциации 0,004. Жидкий аммиак растворяет щелочные и щелочно-земельные металлы, фосфор, серу, иод и многие неорганические и органические соединения. При температурах выше 1300°С аммиак диссоциирует на азот и водород [c.187]

Полученное значение n значительно меньше значения термодинамической константы равновесия. Следовательно, в данной системе должен образовываться аммиак и расходоваться азот и водород. [c.143]

Как повлияет на константу равновесия этой реакции а) увеличение концентрации водорода б) повышение общего давления системы в) повышение температуры системы г) повышение содержания азота в выхлопных газах [c.152]

Скорость, с которой реакция достигает состояния равновесия, имеет важное практическое значение. В качестве примера снова обратимся к синтезу аммиака из N2 и Н2. При разработке процесса синтеза аммиака Габер столкнулся с очень серьезной проблемой. Желательно было синтезировать аммиак при как можно более низкой температуре, допускающей, однако, достаточно большую скорость реакции. Но в отсутствие катализатора азот реагирует с водородом с незначительной скоростью как при комнатной, так и при намного более высоких температурах. Вместе с тем Габер должен был считаться с быстрым уменьшением константы равновесия при повышении температуры, о чем позволяют судить данные табл. 14.4. При достаточно высоких температурах, обеспечивающих удовлетворительную скорость реакции, образовывалось слишком мало аммиака. Для решения этой дилеммы необходимо было разработать катализатор, который бы обеспечивал довольно быстрое достижение равновесия при сравнительно невысокой температуре, чтобы константа равновесия оставалась еще достаточно большой. Поэтому Габер направил свои усилия на разработку именно такого катализатора. [c.58]

Под влиянием внешних воздействий или при изменении условий существования состояние системы изменяется и может наступить новое состояние равновесия, сопровождаемое изменением константы равновесия. Так, состояние равновесной смеси Нд, N2 и NHз можно изменить, например, добавив к ней некоторое количество водорода. В результате часть водорода прореагирует с азотом, увеличится количество аммиака и опять наступит равновесие. Заметим, что реакция системы на внешнее воздействие по своему характеру противоположна ему (добавление Нг извне, расходование Нг системой). Константа равновесия в этом примере остается постоянной, несмотря на изменение концентраций, и не отражает изменения состояния системы. [c.128]

Задание. Как влияет температура на синтез аммиака нз водорода и азота (экзотермическая реакция) Как при этом изменяется константа равновесия [c.128]

Во-вторых, дадим значения констант равновесия рассматриваемой реакции, рассчитанных более точными методами (табл. 20). Наконец рассчитаем состав равновесной смеси при температуре 298,15 и 800° К и давлении 1 и 500 атм. При таком расчете существенно указать состав исходной смеси газов. Мы возьмем стехиометрическую смесь, содержащую азот и водород в мольном отношении 1 3. Удобнее также [c.148]

Выше говорилось о двух основных способах превращения константы равновесия в общем виде в уравнение с одним неизвестным. В данном случае удобнее первый способ, при котором исходят из одного моля равновесной смеси газов. Положим, что в одном моле равновесной смеси содержится у молей аммиака. Это и есть мольная доля NH3, поскольку всего вещества один моль. Азота и водорода вместе будет 1 — у молей. [c.149]

Из смеси стехиометрических количеств водорода и азота, заключенной в сосуд емкостью 0,001 при 400° С, образуется 0,0385 моль NH3. Вычислить константу равновесия Кс и Кр реакции [c.86]

В качестве иллюстрации рассчитаем состав равновесной смеси N2, Н2 и ЫНз при 773 К (константа равновесия равна 7,62 10 атм" ). Рассмотрим стехиомет-рическую смесь, в которой соотношение между количествами азота и водорода остается постоянным [c.224]

Таким образом, равновесное содержание аммиака резко возрастает с давлением. Это имеет важное значение для промышленного получения аммиака из водорода и азота. При низких температурах порядка комнатной, константа равновесия синтеза аммиака велика и возможно близкое к количественному превращению азота и водорода в аммиак. Однако скорость реакции при такой температуре слишком низкая. При повышении же температуры в силу экзотермичности процесса константа равновесия падает до очень низких значений. Как показывает приведенный расчет, поскольку реакция идет с уменьшением числа частиц, можно даже при столь малой константе равновесия, как то имеет место при 500°С, получить значительное содержание аммиака в равновесной смеси, повышая давление в реакторе. Это и используется на практике — реакцию проводят при повышенных давлениях. [c.225]

При синтезе аммиака при некоторых условиях в равновесии находятся 0,1 моль/л N2, 0,2 моль/л Н2 и 0,8 моль/л МНд. Вычислите константу равновесия и рассчитайте исходные концентрации азота и водорода. Ответ К = 800 INa]и x = 0.5 моль/л [Н2)исх = 1.4 моль/л. [c.386]

В технической литературе для расчета условий превращений применяют как полное значение константы равновесия Кр реакции синтеза аммиака, так и ее некоторую часть К р, равную VКр. Значение К р = Кр соответствует упрощенной форме записи взаимодействия азота с водородом по реакции [c.44]

Если ввести в равновесную систему дополнительное количество какого-либо вещества, то равновесие смещается в том направлении, в каком концентрация введенных веществ уменьшается. Так, с увеличением концентрации (парциального давления) азота или водорода в синтезе аммиака азот и водород частично израсходуются на образование новых порций NH3 (ускорится прямая реакция) установится новое состояние равновесия с измененными концентрациями (парциальными давлениями), но с той же константой равновесия Кр. Удаление NHg из сферы взаимодействия сдвинет равновесие вправо. Таким сдвигом равновесия обусловлена возможность использования обратимых реакций для получения различных веществ. [c.31]

Применение катализаторов особенно важно для проведения медленных реакций, сопровождающихся выделением теплоты. Хотя при этом константа равновесия обеспечивает высокий выход продукта при умеренной температуре, скорость реакции оказывается настолько низкой, что реакцию нельзя использовать в практических целях. При повышении температуры скорость реакции возрастает, но при этом равновесие для экзотермических реакций сдвигается в сторону уменьшения выхода продукта, как это непосредственно следует из принципа Ле Шателье. Например, синтез такого ценного вещества, как аммиак, из азота и водорода практически идет лишь при очень высоких температурах, так как энергия активации процесса соединения этих газов велика. Но чем выше температура, тем меньше получится аммиака в равновесной смеси, так как равновесие сдвигается с ростом температуры в сторону образования реагентов и, следовательно, нагревание невыгодно. Введение катализатора дает возможность быстро достигнуть равновесия при умеренных температурах, т. е. более выгодных для практики условий. [c.145]

Зная константу равновесия, можно вычислить равновесную концентрацию КНз (в %) в стехиометрической смеси азота и водорода при любых температурах и давлениях но уравнению, выведенному из выражения (IV- ) [c.346]

Таблица 1У-4. Константы равновесия и равновесные концентрации КНд в стехиометрической смеси азота и водорода при 1 ат.м

При составлении исходной реакционной смеси следует учесть, что водород — более ценный реагент, чем содержащийся в воздухе азот. Поэтому выгоднее реакционную смесь обогатить азотом, т. е. увеличить его мольную долю в реакционной смеси по сравнению с 25%, необходимыми по стехиометрическому уравнению. Это повысит коэффициент использования водорода при достижении равновесия. Увеличение а в уравнении константы вызовет увеличение т. е, вырастет степень превращения водорода /Ь. Постоянный отвод аммиака из зоны реакции, например путем растворения его в воде (уменьшение с), также резко повысит его выход Наконец, разбавление смеси инертным газом, например аргоном, при том же общем давлении добавит еще один член в сумму молей равновесной смеси а + Ъ + с - 2 , что уменьшит выход аммиака, т. е. сыграет роль, противоположную росту давления. Количественные закономерности могут быть получены при подробном анализе уравнения константы равновесия. [c.426]

При состоянии равновесия концентрации участвующих в ней веществ были с(М2) = 0,01 моль/л, с(Н2) = 2,0 моль/л, с(МНз) = 0,40 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации азота и водорода. [c.135]

Работы по синтезу аммиака из азота и водорода проводились в XIX веке многими исследователями, но только в 1904— 1908 гг. Габер и Нернст определили основные характеристики этого процесса. Нернст рассчитал равновесие реакции синтеза аммиака и проверил его экспериментально. Им было установлено, что для достижения успеха в проведении этого процесса необходимо применять высокое давление и катализаторы. Габер исследовал катализаторы и разработал схему технологического процесса. Позднее Ларсон и Додж точно установили значения констант равновесия этой реакции до 1000 ат. [c.241]

Как видно из табл. 11.17, реакции дегидрирования эндотермичны, а реакции окисления экзотермичны. Если соответствующим образом скомбинировать эти два типа реакций, то можно добиться равенства их энтальпии при некоторой температуре процесса. Осуществляемый но такому принципу технологический процесс обычно проводят при некоторой оптимальной температуре и контролируют его путем подачи реагирующих веществ, взятых в соответствующем соотношении. Из табл. 11.16 видно, что константа равновесия реакции окисления (3) в области рассматриваемых температур имеет значение порядка 10 —10 . Это указывает на полноту протекания реакции окисления в сложном процессе производства формальдегида и на ее необратимость в области рассмотренных температур. Однако ввиду того, что константа равновесия реакции дегидрирования (1), приведенная в табл. 11.16, имеет значения от 10 до 10 , при всех температурах процесса в состоянии термодинамического равновесия в газовой фазе вместе с избытком метанола будут находиться продукты этой реакции метанол, формальдегид, водяной пар, водород и азот. Если отношение количества формальдегида к избытку метанола в продуктах выразить через (1 4- х) у, то суммарный процесс синтеза можно представить в виде реакции [c.206]

Логарифи константы равновесия образования, АГ/ одноатомиых газов кислорода, водорода, азота и углерода [3] ) [c.405]

Вычислить константу равновесия реакции N2 + ЗН2 2N ]я, если при некоторых температуре и давленнн и сосуд вместимостью 10 л введено 1,4 г азота и 1 г водорода. К моменту равновесия образовалось 0,85 г аммиака. [c.40]

При состоянии равновесия системы Ы2+ЗН2ч 2МНз концентрация азота 0,3 моль/л водорода 0,9 моль/л аммиака 0,4 моль/л. Вычислить константу равновесия реакции и исходные концентрации азота и водорода. [c.119]

Рассчитаем в качестве.примера константы равновесия как функции температуры для двух реакций — синтеза аммиака из азота и водорода и разложения a Oi на СаО и СО2. [c.222]

В системе N3+ ЗН2 7 2NH3 в момент равновесия молярные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 2,56 и 0,84. Определить концентрацию азота, если константа равновесия равна 2. [c.254]

С молекулярным азотом графит практически не взаимодействует. Однако взаимодействие с атомарным азотом проходит достаточно легко с образованием цианогена (С Мз), причем константа равновесия уменьшается с повышением температуры. В присутствии добавок водорода продуктом реакции углерода и азота при 800 °С является синильная кислота. При взаимодействии графита с азотом в условиях тлеющего разряда образуется парацианоген хС+ l2xHi = (СМ) . причем реакция проходит лишь в том случае, если образец графита помещен непосредственно в разряд. При наличии а реакционном пространстве следов кислорода или водорода могут образовываться соединения СвМвН4 и ( NO)x. [c.125]

Равновесные концентрации аммиака при г = 325—500 °С и Р = 10—1000 ат в смеси азота и водорода стехиометрического состава были определены экспериментально Ларсоном и Доджем. Но полученным данным была рассчитана константа равновесия [c.345]

Как изменится давление в системе М2(г) + ЗН2(г) 2МНз(р), если начальные концентрации азота и водорода в системе были соответственно равны 0,2 и 0,6 моль/л, а к моменту наступления равновесия прореагировало 20 % азота Определите константу равновесия в данной системе при этих условиях. [c.56]

Константа равновесия гомогенной системы К2(г) + ЗН2(г) 2КНз(г) при температуре 400 °С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и начальную концентрации азота, если в исходной системе аммиак отсутствовал. [c.56]

Равновесие реакции Ng + 3Hg 2NHg устанавливается при следующих концентрациях участвующих в них веществ [Ng] = = 0,01 моль/л, [Hg] = 2,0 моль/л, [NHg] = 0,4 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации азота и водорода. [c.84]

Следовательно, х должен увеличиваться приблизительно пропорционально общему давлению в реакционной смеси. Опыты Габера подтверадают зто. Он показал, что содержание аммиака в равновесной смеси при 800° и давлении 1 ат равно приблизительно 0,012% объемн., тогда как при давлении 30 ат (при той же температуре) содержание аммиака достигало 0,34%о, т. е. было приблизительно в 30 раз больше. Однако пропорциональность между выходом и давлением наблюдается только при небольшом содержании аммиака в газовой смеси, если же содержание аммиака большое, выход оказывается несколько меньше рассчитанного. Повышение температуры оказывает неблагоприятное действие на конверсию азота и водорода в аммиак это вытекает из принципа ле Шателье. Взаимодействие азота и водорода с образованием аммиака сопровождается выделением тепла повышение температуры смещает равновесие в направлении поглощения тепла, поэтому выход аммиака уменьшается с повышением температуры. Влияние температуры на константу равновесия реакции К и ее связь с тепловым эффектом реакции выражается уравнением [c.677]

Реакции, лимитируемые диффузией. Скорость ряда других быстрых реакций с переносом протона между атомами кислорода или азота определили методом тушения флуоресценции (стр. 167) или методом ЯМР (стр. 247). Некоторые результаты приведены в табл. 31, где реакции расположены в порядке уменьшения константы равновесия К для сравнения добавлены также данные по реакциям флуоресцирующих молекул с ионами водорода и гидроксила . В конце таблицы указаны некоторые результаты по реакциям большого трехзарядного аниона ВН " (3-ацетиламино-пиреп-5,8,10-трисул ьфонат). [c.270]

Выражения констант равновесия показывают далее, что в условиях равновесия парциальные давления (или концентрации) всех реагирующих веществ однозначно связаны между собой и нельзя изменить одну из них, чтобы тем самым не вызвать изменения всех остальных, причем все эти изменения произойдут так, что между всеми реагирующими веществами вновь установятся соотношения, соответствующие константе равновесия. Если, например, имея равновесную систему, отвечающую реакции (8), ввести в нее дополнительно некоторое количество водорода, то это не только вызовет повышение сн,, но некоторое новое количество водорода вступит во взаимодействие с азотом и образует соответствующее количество аммиака. В результате, когда скорости прямой и обратргой реакций станут равными между собой, будет достигнуто состояние равновесия. Давление азота уменьшится по сравнению с исходным состоянием давление аммиака, наоборот, возрастет, а давление водорода тоже возрастет, но на величину, меньшую, чем это отвечает давлению дополнительно введенного количества его. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология