Question

5. Производствоаммиакасчитаетсянаиболеепередовымсточкизренияхимическойтехнологии.Аммиакиспользуютвполученииазотнойкислоты,котораяидетнапроизводствоудобрений,лекарств,красителей,пластмасс,искусственныхволокон,взрывчатыхвеществ. 3H2(г)+N2(г) ↔2NH3 (г)+92кДж Реакцияобратимая.Дляувеличениявыходааммиака,необходмимосместитьхимическоеравновесиевсторонуегообразования.Какимобразомможносместитьравновесиевсторонуобразованияаммиака? Обоснуйтеответ.

Answer 1

Химическое равновесие может смещаться под воздействием температуры, концентрации веществ и давления для газов. В данном случае химическое равновесие можно смотреть вправо(в сторону образования аммиака) следующими методами:

а)увеличение (чем сильнее увеличить давление, тем больше станет скорость прямой реакции)

б) понижением температуры в системе ( смещается в сторону экзотермической реакции)

в) уменьшением концентрации аммиака или увеличением концентрации исходных веществ

Answer 2

Реакция производства аммиака из водорода и азота является обратимой и зависит от закона массового действия. Для смещения равновесия в сторону образования аммиака, необходимо применить принципы Ле-Шателье. Вот несколько способов, как это можно сделать:

1. Изменение концентрации реагентов:

   • Увеличение концентрации водорода (H2) и азота (N2) путем увеличения их начальных количеств (например, добавление большего количества газов) сместит равновесие в сторону аммиака.

2. Уменьшение концентрации продукта (NH3):

   • Удаление аммиака по мере его образования (например, с помощью химической реакции с другими веществами или его улавливания) сместит равновесие в сторону образования аммиака.

3. Изменение температуры:

   • Повышение температуры сместит равновесие в сторону образования аммиака, так как образование аммиака является эндотермической реакцией (поглощение тепла). Однако, повышение температуры может снизить выход аммиака, если температура станет слишком высокой и реакция начнет протекать слишком медленно.

4. Использование катализаторов:

   • Использование катализаторов, таких как железо или молибден, может ускорить образование аммиака и сместить равновесие в его сторону.

Важно отметить, что оптимальные условия для смещения равновесия зависят от конкретных условий и требований процесса производства аммиака. Подходящий метод может быть выбран в зависимости от технических и экономических факторов, таких как стоимость реакционного оборудования и доступность реактивов.