Процесс Габера и процесс Контакта
Введено| English | Значение |
|---|---|
| yield/jiːld/ | Выход продукта |
| Haber process/ˈheɪbə ˈprəʊses/ | Процесс Габера |
| ammonia/æˈməʊnɪə/ | Аммиак |
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | Катализатор |
| compromise/ˈkɒmprəmaɪz/ | Компромисс |
| Contact process/ˈkɒntækt ˈprəʊses/ | Контактный процесс |
Равновесие, прокормившее мир
- Эти промышленные процессы балансируют между выходом, скоростью и стоимостью.
- Они используют принцип Ле Шателье для выбора условий.
- Обе реакции являются экзотермическими.
Процесс Габера объединяет азот и водород для получения ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃.
Процесс Габера
- Синтезирует аммиак: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ (экзотермическая реакция).
- Условия: около $450\,°\text{C}$, $200\ \text{atm}$, катализатор из железа.
- Низкая температура дала бы больше аммиака, но слишком медленно — поэтому умеренная температура является компромиссом.
Выход в процессе Габера: больше аммиака при низкой температуре и высоком давлении
Процесс Габера и процесс Контакта
компромисс: выход против скорости
Высокое давление повышает выход; высокая температура ускоряет процесс, но снижает выход — это компромисс.
Процесс Габера производит:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Процесс Габера produces аммиак: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (экзотермическая реакция).
Почему в процессе Габера используется умеренная температура (~450 °C)?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Реакция экзотермическая, поэтому низкая температура выгодна для выхода, но слишком медленна; ~450 °C балансирует выход и скорость.
Высокое давление увеличивает выход аммиака в процессе Габера, потому что:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
4 молекулы газа превращаются в 2, поэтому повышенное давление сдвигает равновесие в сторону аммиака.
Процесс Контакта
- Синтезирует оксид серы(VI): $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3$ (экзотермическая реакция).
- Условия: около $450\,°\text{C}$, давление ≈ $1$–$2\ \text{atm}$, катализатор оксид ванадия(V).
Аммиак для удобрений производится в процессе Габера, ключевое равновесие
Какой катализатор используется в процессе Контакта?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Процесс Контакта (2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃) использует катализатор из оксида ванадия(V).
Сопоставьте каждый процесс с его характеристиками.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Каждый пункт связывает термин с его верным значением.
Почему выбраны условия компромисса
- Процесс Габера использует ~450 °C и ~200 атм: это компромисс между выходом, скоростью и стоимостью.
- Более низкая температура дала бы больше аммиака, но слишком медленно.
Вы поняли
- оба процесса балансируют выход + скорость + стоимость (принцип Ле Шателье), и обе реакции экзотермические
- Процесс Габера: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$; ~450 °C, 200 атм, катализатор из железа (умеренная температура = компромисс)
- Процесс Контакта: $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3$; ~450 °C, 1–2 атм, катализатор V₂O₅