⑴ 改變化學反應速率的因素有哪些
改變化學反應速率的因素有:溫度,濃度,壓強,催化劑。
溫度通過改變分子的平均動能,使得達到活化狀態的分子數目改變,從而改變反應速率;
濃度和壓強通過改變單位體積內分子的數目,使得反應所需的碰撞的發生頻率改變,從而改變反應速率;
催化劑可以直接通過改變反應的活化能(一般通過改變反應機理)來改變反應速率。其中正催化劑,降低活化能,速率增加(最常見的),負催化劑升高活化能,速率降低。
⑵ 有哪些方法可以提高化學反應速率
高溫,加壓,催化劑,加大反應物的物質的量(對氣體以及溶液有效),接觸面積,
還可以利用原電池原理.比如鋅和硫酸反應,加入硫酸銅可以加快反應速度.
⑶ 【化學】加什麼提高反應速率
選B。一般來說增加反應物濃度和減少生成物濃度及控制溫度都可以增加反應溫度。當然合適的催化劑的選擇也行。方法有很多。對於這個題來說B是正確的。因為它增加了鹽酸的濃度。C、D其實降低的反應濃度。A則是增加了反應物濃度。增加反應速率的方法一般有增加反應物的濃度、減少生成物濃度、控制合理溫度、控制壓強、選擇催化劑等。但這個反應一般採取控制溫度(升溫)或增加鹽酸濃度就好了,因為最簡單。催化劑倒是沒有必要,因為反應已經很快了。壓強的話應降低,因為生成物的氣體體積大。
⑷ 加快化學反應速率一共有幾種方法分別是
影響化學反應速率的主要因素包括濃度、壓強、溫度、催化劑等等。
1、濃度:增加反應物的濃度可以提高速率(不包括固體,純液體,兩者濃度是個常數,增加時速率不會變化);
2、壓強:對於有氣體參加的反應,體積恆定時,增大壓強,可加快速率,也不包括固體,純液體;
3、溫度;升高溫度,速率增大,降低溫度,速率減小;
4、催化劑:用正催化劑可提高反應速率,負催化劑可減慢速率,我們所說的催化劑一般指正催化劑。
(4)如何提高化學反應速率和氨的含量擴展閱讀:
影響化學反應速率的因素:
內因:反應物本身的性質。化學鍵的強弱與化學反應速率的關系。例如:在相同條件下,氟氣與氫氣在暗處就能發生爆炸(反應速率非常大);氯氣與氫氣在光照條件下會發生爆炸(反應速率大)。這與反應物X—X鍵及生成物H—X鍵的相對強度大小密切相關。
外界因素:溫度,濃度,壓強,催化劑,光,激光,反應物顆粒大小,反應物之間的接觸面積和反應物狀態。另外,x射線,γ射線,固體物質的表面積與反應物的接觸面積,反應物的濃度也會影響化學反應速率。
表示方法:用單位時間內反應物或生成物的物質的量,濃度的變化來表示。在容積不變的反應容器里,通常用單位時間內反應物物質的量的變化或生成物物質的量的變化來表示。不管用哪種物質表示,均為正值。
⑸ 怎麼加快化學反應速率怎麼弄
這主要看反應物性質.加催化劑可以大幅度提高但不是所有的都可以提高.也有變慢的.加溫就一定能提高.每高十度快2~4倍.可以加大反應物的濃度.固體和純液體濃度不影響速率.對於氣體可以加壓.還有,反應物接觸面積大小,固體反應物顆粒大小等因素也有影響.
⑹ 提高反應溫度可以提高反應速率,反應的速率慢的化學反應都可以通過加熱來提高
A.分離出氨氣,降低生成物的濃度,平衡正向移動,所以提高反應物的轉化率,故A正確;
B.升高溫度使化學反應速率加快,與反應的熱效應無關,故B錯誤;
C.對氣體參加的反應,增大壓強,反應速率加快,若反應速率不變或同等程度的變化,化學平衡不移動,故C錯誤;
D.化學反應中物質的狀態不一定變化,如合成氨的反應,反應物與生成物均為氣體,故D錯誤;
故選A.
⑺ 分離出液氨會提高化學反應速率
可能會比較多,有興趣就看看!
1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭,通常採用氣化的方法製取合成氣;渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油,工業中利用二段蒸汽轉化法製取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理,除去氫氣和氮氣以外的雜質,主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產中,各種方法製取的原料氣都含有CO,其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2,因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由於CO變換過程是強放熱過程,必須分段進行以利於回收反應熱,並控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換,使大部分CO轉變為CO2和H2;第二步是低溫變換,將CO含量降至0.3%左右。因此,CO變換反應既是原料氣製造的繼續,又是凈化的過程,為後續脫碳過程創造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料製取的粗原料氣,都含有一些硫和碳的氧化物,為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒,必須在氨合成工序前加以脫除,以天然氣為原料的蒸汽轉化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多,通常是採用物理或化學吸收的方法,常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經CO變換以後,變換氣中除H2外,還有CO2、CO和CH4等組分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物,又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般採用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同,可分為兩大類。一類是物理吸收法,如低溫甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法,如熱鉀鹼法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 氣體精製過程
經CO變換和CO2脫除後的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害,規定CO和CO2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此,原料氣在進入合成工序前,必須進行原料氣的最終凈化,即精製過程。
目前在工業生產中,最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法,是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO,而且也能脫除甲烷和大部分氬,這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣,深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝,要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,並且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓,在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序,是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行,由於反應後氣體中氨含量不高,一般只有10%~20%,故採用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol
2.合成氨的催化機理
熱力學計算表明,低溫、高壓對合成氨反應是有利的,但無催化劑時,反應的活化能很高,反應幾乎不發生。當採用鐵催化劑時,由於改變了反應歷程,降低了反應的活化能,使反應以顯著的速率進行。目前認為,合成氨反應的一種可能機理,首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附,使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用,在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最後氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。上述反應途徑可簡單地表示為:
xFe + N2→FexN
FexN +〔H〕吸→FexNH
FexNH +〔H〕吸→FexNH2
FexNH2 +〔H〕吸FexNH3xFe+NH3
在無催化劑時,氨的合成反應的活化能很高,大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑後,反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二階段的反應活化能為13 kJ/mol。由於反應途徑的改變(生成不穩定的中間化合物),降低了反應的活化能,因而反應速率加快了。
3.催化劑的中毒
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。有人認為:由於催化劑在反應前後的化學性質和質量不變,一旦製成一批催化劑之後,便可以永遠使用下去。實際上許多催化劑在使用過程中,其活性從小到大,逐漸達到正常水平,這就是催化劑的成熟期。接著,催化劑活性在一段時間里保持穩定,然後再下降,一直到衰老而不能再使用。活性保持穩定的時間即為催化劑的壽命,其長短因催化劑的制備方法和使用條件而異。
催化劑在穩定活性期間,往往因接觸少量的雜質而使活性明顯下降甚至被破壞,這種現象稱為催化劑的中毒。一般認為是由於催化劑表面的活性中心被雜質占據而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如,對於合成氨反應中的鐵催化劑,O2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時,催化劑的活性又能恢復,因此這種中毒是暫時性中毒。相反,含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒後,往往完全失去活性,這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理,活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒,要把反應物原料加以凈化,以除去毒物,這樣就要增加設備,提高成本。因此,研製具有較強抗毒能力的新型催化劑,是一個重要的課題。
4.我國合成氨工業的發展情況
解放前我國只有兩家規模不大的合成氨廠,解放後合成氨工業有了迅速發展。1949年全國氮肥產量僅0.6萬噸,而1982年達到1021.9萬噸,成為世界上產量最高的國家之一。
近幾年來,我國引進了一批年產30萬噸氮肥的大型化肥廠設備。我國自行設計和建造的上海吳涇化工廠也是年產30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料,生產中能量損耗低、產量高,技術和設備都很先進。
5.化學模擬生物固氮的研究
目前,化學模擬生物固氮的重要研究課題之一,是固氮酶活性中心結構的研究。固氮酶由鐵蛋白和鉬鐵蛋白這兩種含過渡金屬的蛋白質組合而成。鐵蛋白主要起著電子傳遞輸送的作用,而含二個鉬原子和二三十個鐵和硫原子的鉬鐵蛋白是絡合N2或其他反應物(底物)分子,並進行反應的活性中心所在之處。關於活性中心的結構有多種看法,目前尚無定論。從各種底物結合物活化和還原加氫試驗來看,含雙鉬核的活性中心較為合理。我國有兩個研究組於1973—1974年間,不約而同地提出了含鉬鐵的三核、四核活性中心模型,能較好地解釋固氮酶的一系列性能,但其結構細節還有待根據新的實驗結果精確化。
國際上有關的研究成果認為,溫和條件下的固氮作用一般包含以下三個環節:
①絡合過程。它是用某些過渡金屬的有機絡合物去絡合N2,使它的化學鍵削弱;②還原過程。它是用化學還原劑或其他還原方法輸送電子給被絡合的N2,來拆開N2中的N—N鍵;③加氫過程。它是提供H+來和負價的N結合,生成NH3。
目前,化學模擬生物固氮工作的一個主要困難是,N2絡合了但基本上沒有活化,或絡合活化了,但活化得很不夠。所以,穩定的雙氮基絡合物一般在溫和條件下通過化學還原劑的作用只能析出N2,從不穩定的雙氮絡合物還原制出的NH3的量相當微少。因此迫切需要從理論上深入分析,以便找出突破的途徑。
固氮酶的生物化學和化學模擬工作已取得一定的進展,這必將有力地推動絡合催化的研究,特別是對尋找催化效率高的合成氨催化劑,將是一個有力的促進。
編輯本段生產方法
生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤(或焦炭)等。
①天然氣制氨。天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展,以煤(焦炭)為原料製取氨的方式在世界上已很少採用。
用途 氨主要用於製造氮肥和復合肥料,氨作為工業原料和氨化飼料,用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。
貯運 商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。此外,為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡,防止因短期事故而停產,需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同,有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。
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⑻ 如何提高反應速度。。。
請問樓主所說的反應速度指什麼?這里我暫且理解為化學反應速度。
改變化學反應速度的常用方法是使用催化劑。
定義:又叫觸媒。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)於1981年提出的定義,催化劑是一種物質,它能夠改變反應的速率而不改變該反應的標准Gibbs自由焓變化。這種作用稱為催化作用。涉及催化劑的反應為催化反應。
催化劑(catalyst)會誘導化學反應發生改變,而使化學反應變快或減慢或者在較低的溫度環境下進行化學反應。催化劑在工業上也稱為觸媒。
初中書上定義:在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前後都沒有發生變化的物質叫做催化劑,又叫觸媒。催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。
我們可在波茲曼分布(Boltzmann distribution)與能量關系圖(energy profile diagram)中觀察到,催化劑可使化學反應物在不改變的情形下,經由只需較少活化能(activation energy)的路徑來進行化學反應。而通常在這種能量下,分子不是無法完成化學反應,不然就是需要較長時間來完成化學反應。但在有催化劑的環境下,分子只需較少的能量即可完成化學反應。
催化劑有三種類型,它們是:均相催化劑、多相催化劑和生物催化劑。
均相催化劑和它們催化的反應物處於同一種物態(固態、液態、或者氣態)。例如:如果反應物是氣體,那麼催化劑也會是一種氣體。笑氣(一氧化二氮)是一種惰性氣體,被用來作為麻醉劑。然而,當它與氯氣和日光發生反應時,就會分解成氮氣和氧氣。這時,氯氣就是一種均相催化劑,它把本來很穩定的笑氣分解成了組成元素。
多相催化劑和它們催化的反應物處於不同的狀態。例如:在生產人造黃油時,通過固態鎳(催化劑),能夠把不飽和的植物油和氫氣轉變成飽和的脂肪。固態鎳是一種多相催化劑,被它催化的反應物則是液態(植物油)和氣態(氫氣)。
酶是生物催化劑。活的生物體利用它們來加速體內的化學反應。如果沒有酶,生物體內的許多化學反應就會進行得很慢,難以維持生命。大約在37℃的溫度中(人體的溫度),酶的工作狀態是最佳的。如果溫度高於50℃或60℃,酶就會被破壞掉而不能再發生作用。因此,利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑,在低溫下使用最有效。
催化劑分均相催化劑與非均相催化劑。非均相催化劑呈現在不同相(Phase)的反應中(例如:固態催化劑在液態混合反應),而均相催化劑則是呈現在同一相的反應(例如:液態催化劑在液態混合反應)。一個簡易的非均相催化反應包含了反應物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質)吸附在催化劑的表面,反應物內的鍵因十分的脆弱而導致新的鍵產生,但又因產物與催化劑間的鍵並不牢固,而使產物出現。目前已知許多表反應發生吸附反應的不同可能性的結構位置。
僅僅由於本身的存在就能加快或減慢化學反應速率,而本身的組成和質量並不改變的物質就叫催化劑。催化劑跟反應物同處於均勻的氣相或液相時,叫做單相催化作用;催化劑跟反應物屬不同相時,叫做多相催化作用。
人們利用催化劑,可以提高化學反應的速度,這被稱為催化反應。大多數催化劑都只能加速某一種化學反應,或者某一類化學反應,而不能被用來加速所有的化學反應。催化劑並不會在化學反應中被消耗掉。不管是反應前還是反應後,它們都能夠從反應物中被分離出來。不過,它們有可能會在反應的某一個階段中被消耗,然後在整個反應結束之前又重新產生。
使化學反應加快的催化劑,叫做正催化劑;使化學反應減慢的催化劑,叫做負催化劑。例如,酯和多糖的水解,常用無機酸作正催化劑;二氧化硫氧化為三氧化硫,常用五氧化二釩作正催化劑,這種催化劑是固體,反應物為氣體,形成多相的催化作用,因此,五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑;食用油脂里加入0.01%~0.02%沒食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸敗,在這里,沒食子酸正丙酯是一種負催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。
目前,對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數情況下,人們認為催化劑本身和反應物一起參加了化學反應,降低了反應所需要的活化能。有些催化反應是由於形成了很容易分解的「中間產物」,分解時催化劑恢復了原來的化學組成,原反應物就變成了生成物。有些催化反應是由於吸附作用,吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區域(叫做活性中心)進行。活性中心的區域越大或越多,催化劑的活性就越強。反應物里如有雜質,可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現象叫做催化劑的中毒。
催化劑對化學反應速率的影響非常大,有的催化劑可以使化學反應速率加快到幾百萬倍以上。催化劑一般具有選擇性,它僅能使某一反應或某一類型的反應加速進行。例如,加熱時,甲酸發生分解反應,一半進行脫水,一半進行脫氫:
HCOOH=H2O+CO
HCOOH=H2+CO2
如果用固體Al2O3作催化劑,則只有脫水反應發生;如果用固體ZnO作催化劑,則脫氫反應單獨進行。這種現象說明,不同性質的催化劑只能各自加速特定類型的化學反應過程。因此,我們利用催化劑的選擇性,可使化學反應主要向某一方向進行。
在催化反應里,人們往往加入催化劑以外的另一物質,以增強催化劑的催化作用,這種物質叫做助催化劑。助催化劑在化學工業上極為重要。例如,在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑,可以大大提高催化劑的催化作用。
催化劑在現代化學工業中佔有極其重要的地位,現在幾乎有半數以上的化工產品,在生產過程里都採用催化劑。例如,合成氨生產採用鐵催化劑,硫酸生產採用釩催化劑,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產中,都採用不同的催化劑。
酶,是植物、動物和微生物產生的具有催化能力的蛋白質,舊稱酵素。生物體的化學反應幾乎都在酶的催化作用下進行。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如,澱粉酶催化澱粉水解為糊精和麥芽糖,蛋白酶催化蛋白質水解成肽等。酶在生理學、醫學、農業、工業等方面,都有重大意義。目前,酶制劑的應用日益廣泛。
⑼ 氮氣和氫氣在常溫常壓下反應極慢如何提高合成氨反應的速率
氮氣和氫氣在常溫常壓下反應極慢,提高合成氨反應的速率:
1)提高反應溫度。一般鐵基催化劑最佳反應溫度大概在500℃左右,但為了提高轉化率,一般工業上採用350-400℃的反應溫度。
2)加大壓力。根據勒沙特列原理,合成氨的壓力控制在200-400個大氣壓。