【2025届一轮】第27讲 化学反应的方向与调控

文摘   2024-08-28 13:30   广东  

一、化学反应的方向

1.自发过程:在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程。

2.自发反应:在一定条件下,不需外界帮助就能自动进行的化学反应。

外界帮助包括升温、加压(对体系做有用功)等,而“点燃”不属于

3.焓判据

体系的能量有降低的趋势(放热反应)有利于自发,自发反应也有可能是吸热反应

4.熵判据

克劳修斯提出用熵用来衡量体系混乱(无序)程度的物理量,用S表示。体系越混乱(无序),熵值越大,单位是J·mol-1·K-1

ΔS=S(产物)-S(反应物)

①同一物质在不同状态下熵值不同,一般规律是 S(g)>S(l)>S(s)

②在化学反应中,气态物质的系数增大,则熵增大。反之,则熵减小。

孤立/绝热体系熵值增大有利于自发,自发反应也有可能是熵减反应

5.复合判据(吉布斯自由能判据)

1876年,吉布斯(美)提出自由能变化 ΔG,并认为化学反应总是向着自由能减小( ΔG < 0)的方向进行,直至达到平衡。

 ΔG = ΔH—TΔS < 0  反应能自发进行

 ΔG=ΔH—TΔS = 0  反应达到平衡状态

 ΔG=ΔH—TΔS > 0  反应不能自发进行

二、化学反应的调控

动力学(化学反应速率)

热力学(化学平衡移动)

原料利用率(原料的成本,物质的选择性)

实际生产(设备安全)

催化剂活性(温度较高易失活)

投料比:N2与H2的投料比(物质的量之比)为1∶2.8

压强:10~30 MPa

温度:500 ℃

催化剂:铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂)

提高反应物的转化率:使氨气冷却成液氨并及时分离,分离后的原料气循环使用,及时补充氮气和氢气。

  1. 合适条件的分析选择

  2. 措施的分析选择

  3. 曲线趋势的原因分析

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