Водород, реакция с азотом, равновесие при реакции

Так, при увеличении концентрации водорода или азота равновесие реакции смещается вправо и соответственно возрастает концентрация аммиака, после чего вновь установится химическое равновесие при уменьшении же концентрации продукта реакции (аммиака) равновесие сдвигается в сторону обратной реакции и приводит к увеличению концентрации исходных веществ (водорода и азота). [c.42]

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

Реакция азота с водородом — экзотермическая реакция. Следовательно, равновесие смещается в сторону образования аммиака при понижении температуры. Однако, как известно, реакция протекает с достаточной скоростью только при повышенной температуре. Не влияет ли изменение давления на равновесие этой реакции [c.42]

Влияние температуры. Из приведенного уравнения видно, что соединение водорода с азотом сопровождается выделением, а распад аммиака на водород и азот — поглощением теплоты. В этом случае сообщение теплоты извне (повышение температуры) сдвигает равновесие влево — в сторону разложения аммиака, т. е. благоприятствует эндотермической реакции. Наоборот, охлаждение системы (понижение температуры) вызовет смещение равновесия вправо, в сторону образования аммиака, т. е. способствует экзотермической реакции. Следовательно, чем большим тепловым эффектом обладает данный процесс, тем сильнее смещается равновесие с изменением температуры. В про- [c.41]

Итак, мы вкратце познакомились с влиянием давления на равновесие и скорость химических реакций. Рассмотрение этого вопроса показывает, что во многих случаях высокое давление позволяет проводить химические процессы с большими выходами конечных продуктов и с большей скоростью, чем при атмосферном давлении. Мы узнали, что некоторые процессы (например, синтез аммиака из водорода и азота) пока практически осуществимы лишь при высоких давлениях. Естественно поэтому, что высокие давления все шире и шире внедряются в химическую технологию. Особенно это относится к реакциям между газами, протекающим со сжатием, а также к реакциям между газами и жидкостями. [c.11]

Для исследования равновесий реакции дегидрирования циклических спиртов в газовой фазе в проточной системе была использована установка, включающая дозирующее устройство, стеклянный реактор, системы термостатирования и контроля температуры, приемник конденсата, автоматическое устройство для поддержания постоянного давле-1П я в реакторе. Дозатор емкостью 5 см позволял варьировать скорость подачи жидкости в интервале от 0,5 до 4,0 см -ч с точностью 0,1 см -ч- . Термостатирование реактора осуществляли в масляном ультратермостате с точностью 0,1 К. В рабочей зоне градиент температуры составлял 0,2 К. Температуру в реакторе измеряли с точностью 0,005 К. Продукты реакции органического происхождения конденсировались в ловушке, которая была погружена в сосуд Дьюара и охлаждалась в парах азота до температуры 258—273 К. В конце каждого опыта массу конденсата определяли с точностью до 10 г. Водород, выделяющийся в ходе реакции дегидрирования, собирался в цилиндрическом сосуде с капиллярами на концах над ртутью, которая была выбрана в качестве затворной жидкости. Растворимостью водорода в продуктах реакции и ртути можно пренебречь. С другой стороны, хроматографический анализ собираемого в ходе реакции водорода показал, что содержание в нем органических веществ пренебрежимо мало и [c.62]

Важной реакцией является синтез аммиака, проводимый на катализаторах, содержащих железо. Реакция водорода с азотом дает больший равновесный выход при низких температурах, но в этих условиях скорость реакции мала, поэтому и приходится прибегать к катализаторам. При 400° и 1 агм в равновесной смеси содержится 0,405 об.% аммиака, а при 600° всего 0,04 об.°/о, т. е. при повышении температуры на 200° содержание аммиака падает в 10 раз. Реакция синтеза аммиака идет с сокращением объема, поэтому давление смещает равновесие в сторону образования аммиака. [c.285]

Если в равновесную химическую систему добавить какое-либо вещество, участвующее в рассматриваемом равновесии, то в системе начнется процесс, направленный на расходование части добавленного вещества, который будет протекать до восстановления нарушенного равновесия. И, наоборот, удаление из равновесной системы какого-либо из взаимодействующих компонентов приводит к протеканию процессов, направленных на образование дополнительного количества этого компонента. Поэтому для увеличения выхода продукта реакции стремятся поддерживать высокую концентрацию исходных веществ и удалять в ходе процесса образующиеся продукты. Например, при синтезе аммиака из азота и водорода стремятся постоянно удалять из циркулирующей смеси образовавшийся аммиак и насыщать смесь дополнительными порциями азота и водорода. Нотой же причине реакции, сопровождающиеся образованием продуктов, выпадающих в осадок, слабо диссоциирующих или удаляющихся из реагирующей массы с газами, идут до конца, т. е. до полного расходования исходных веществ. [c.150]

Описанное влияние давления на равновесный состав также является иллюстрацией проявления более общего принципа Ле-Шателье— Брауна (V.10). Так, увеличение давления в системе, содержащей равновесную смесь азота, водорода и аммиака, вызовет процесс, связанный с уменьшением объема, т. е. общего числа молей газов, иначе говоря, сдвинет равновесие реакции (V.153) слева направо. Именно по этой причине синтез аммиака в промышленности проводят при высоких давлениях, достигающих 1000 атм. [c.142]

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]

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]

Промышленные установки синтеза аммиака работают с использованием принципа циркуляции после реакции смесь газов охлаждается, содержащийся в ней аммиак конденсируется и отделяется, а непрореагировавшие азот и водород смешиваются со свежей порцией газов, снова подаются на катализатор и т. д. Удаление аммиака из реакционной смеси сдвигает равновесие реакции вправо. [c.197]

Влияние давления (в случае газовых реакций) на смещение равновесия будет рассмотрено позже (см. синтез аммиака из водорода и азота). [c.69]

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]

Из смеси, содержащей 1 моль азота и 3 моль водорода, в состоянии равновесия при давлении 10,13-10 Па образуется 0,5 моль аммиака. Вычислитель Кр для реакции [c.72]

Если внешнее воздействие выразится в увеличении концентрации азота или водорода, то оно благоприятствует реакции, вызывающей уменьшение концентрации этих веществ, и, следовательно, равновесие сместится в сторону продукта реакции. Соответственно увеличение концентрации аммиака смещает равновесие в сторону исходных веществ. [c.124]

Для этой реакции равновесие сдвигается вправо выше 1000° С и то только потому, что реакция идет с громадным увеличением числа газообразных молекул, т. е. со значительным ростом энтропии. Кроме того, на рис. 156 видно, что последовательные ступени окисления при присоединении кислорода к фосфору отвечают большим экзо-эффектам, чем последовательные ступени восстановления при присоединении водорода. У азота видно обратное соотношение он более способен к восстановлению, чем к окислению. В этом весьма принципиальном смысле фосфор более сходен с углеродом, чем с азотом. [c.285]

Если увеличить концентрацию Нг или N2, т. е. ввести в реакционную смесь дополнительные количества водорода или азота, то равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо), так как при протекании этой реакции концентрации Нз и N2 уменьшаются [c.149]

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]

Если уменьшить концентрацию Нг или N2, т. е. вывести из реакционной смеси некоторое количество водорода или азота, то химическое равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево), так как при протекании этой реакции концентрации Нг и N2 увеличиваются [c.149]

В промышленности аммиак синтезируют из простых веществ Нг и N2. Реакция азота с водородом экзотермическая, она протекает с выделением теплоты. Поэтому для смещения равновесия в обратимой системе (см. 1.9) необходимо снижать температуру. Такое снижение допустимо до 450°С, при более низкой температуре скорость реакции очень мала. Равновесие в системе смещается в сторону образования аммиака прн увеличении давления, поэтому процесс проводят при давлении около 30 МПа. Для увеличения скорости реакции в производстве аммиака используют катализаторы — железо с добавками оксидов алюминия и калия. [c.149]

Реакция является экзотермической — протекает с выделением тепла, поэтому этот процесс надо проводить при возможно более низкой температуре. Однако при низких температурах реакционные способности водорода и азота очень низки. Поэтому процесс проводят при некоторой оптимальной температуре и обязательно в присутствии катализатора. Катализатор не влияет, на смещение положения равновесия, так как увеличивает скорости как прямой, так и обратной реакций. Он сокращает время достижения равновесия. [c.30]

Приведем еще одну функциональную схему - синтеза аммиака, т.е. рассмотрим подсистему 7 в производстве аммиака как ХТС. Реакция водорода с азотом протекает не полностью из-за ограничений по равновесию. Поэтому синтез аммиака включает три стадии [c.188]

При увеличении концентрации азота и водорода равновесие реакции сместится вправо, в сторону образования аммиака, при увеличении концентрации аммиака — влево, в сторону образования исходных веществ. [c.133]

Какие воздействия смещают вправо равновесие реакции синтеза аммиака из азота и водорода [c.139]

Различие в величинах упругости пара было установлено Кеесом и Ван-Дайком [1087] им удалось методом низкотемпературной дистилляции разделить образец неона на две фракции, которые отличались по химическому атомному весу на 0,09 единицы. Позднее было показано[2067], что константы равновесия реакций, включающих изотопы водорода, как, например, Н2-Ь20С1 D2-f2H l, значительно отличны от единицы. Меньшее, однако достаточно заметное различие в химическом поведении было обнаружено у изотопов других легких элементов [2068]. Юри [2069] разработал метод вычисления констант равновесия для различных реакций с изотопами и получил данные для обменных реакций, включающих изотопы водорода, лития, бора, углерода, азота, кислорода, хлора, брома и иода. Многие из рассмотренных им реакций могут приводить к фракционированию изотопов в природе. Например, вычисленная и подтвержденная экспериментально константа равновесия [1082] для реакции [c.100]

По закону действия масс для сдвига равновесия реакции синтеза аммиака вправо необходимо в равновесной газовой смеси увеличить концентрацию азота и водорода или уменьшить концентрацию аммиака. Для этого в промышленных установках газовую смесь, как только из нее образовалось некоторое количество аммиака, выводят из колонны синтеза и освобождают целиком или частично от аммиака. Затем к газовой смеси добавляют свежие азот и водород и вновь пропускают ее через колонну синтеза. Повторяя этот процесс непрерывно, добиваются почти полного использования азотоводородной смеси. [c.59]

Основной реакцией высококипяших парафиновых углеводородов в условиях гидрокрекинга над бифункциональными катализаторами является изомеризация, протекаюшая наиболее интенсивно при 430—440 °С. Основное количество углеводородов изостроения сосредоточено во фракциях изомеризата, выкипающих в тех же пределах, что и исходные углеводороды. Следует учитывать, что реакции изомеризации и расщепления парафиновых углеводородов протекают без увеличения объема, т. е. давление не влияет на термодинамическое равновесие в процессе. Работами советских и зарубежных ученых установлено, что при атмосферном давлении водорода реакции изомеризации парафиновых углеводородов идут с малой скоростью, а в среде азота полностью подавляются. С повышением давления водорода скорость реакций расщепления и изомеризации возрастает. Дальнейшее увеличение давления тормозит ход этих реакций, причем более интенсивно — реакции изомеризации. Таким образом, для парафинистого сырья первостепенное значение приобретает изомеризация парафиновых углеводородов, а реакции гидрирования и гидрокрекинга второстепенны. [c.285]

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]

Если реагенты —идеальные газы, то Кр зависит только от температуры, а изменение давления на ней не отражается [см. уравнение (7.17)], однако давление изменяет объем системы, а поэтому влияет на Кх реакций, протекающих с изменением объема. Например, при взаимодействии водорода с азотом по уравнению ЗН2 + N2 = 2NHз происходит уменьшение количества молей от четырех до двух и соответствующее уменьшение объема или давления смеси. Поэтому рост внешнего давления смещает равновесие в направлении синтеза аммиака (дсынз увеличится, дснз и уменьшатся) и увеличивает Кх. [c.130]

При разработке способа получения аммиака из водорода и азота уже с самого начала знали, что реакция обратима N3 + ЗН2 2NH3. Химическое равновесие между На, N2 и NH3 можно сместить, изменяя температуру, давление и концентрации веществ. Количественный термодинамический анализ условий равновесия был сделан Габером, который показал, как зависит выход аммиака от давления и температуры. Оказалось, что наиболее благоприятны давление порядка 1000 атм и температура 475—525° С. На основе этих данных стали вести проектирование и строительство заводов по производству аммиака. [c.66]

Проведем теперь весь процесс в обратном направлении, сохранив давления газов в резервуарах прежними и изменив давления в ящике равновесия произвольно, но так, чтобы и при новых значениях давлений азота Ру, водорода Рг и аммиака Рз в ящике сохранилось равновесие реакции синтеза аммиака. Тогда максимальнополезная работа обратного процесса Лтах. очевидно, будет выражаться тем же уравнением, как и предыдущее, но с обратными знаками и новыми значениями Р [c.125]

Значительные осложения в работе катализатора вызывают колебания качества сырья, особенно повышенное содержание в нем асфальто-смолистых соединений. Это приводит к быстрой потере активности катализатора за счет его усиленного закоксовывания. С целью предотвращения этого на установке гидрокрекинга производится тщательный аналитический контроль сырья по таким показателям как плотность, фракционный состав, коксуемость, содержание фактических смол, серы, азота, металлов, асфальтенов. Особенно следует контролировать содержание полициклической ароматики (ПА) в продуктах реакции при двухступенчатом процессе и своевременный вывод ее из процесса. При конверсии тяжелого сырья в реакторах гидрокрекинга (вторая ступень) насыщение ароматических соединений водородом ограничивается температурным равновесием, за пределами которого происходят некоторые реакции конденсации, приводящие к образованию ароматических соединений высокой молекулярной массы, которые не насыщаются водородом. Эти соединения при низких температурах не растворяются в продуктах реакции и загрязняют трубопроводы. Для борьбы с этим предусмотрен горячий сепаратор, который обеспечивает [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология