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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 为了确定一个化学反应的最佳反应温度和压力,应该计算哪些热力学参数?
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楼1970-01-01 08:00:00
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byk百

新虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
3楼: Originally posted by 冰点降温 at 2016-09-19 10:22:14
求助过于宽泛了，建议以实例说明。
如果只是实验室实验，那可以考虑的因素少一些，如果是工业生产，那肯定因素很多。
比如你可以研究一下合成氨的反应。既要考虑热力学问题比如反应温度、压力，反应平衡常数，转化 ...

谢谢你，这么认真的回复，仅仅在实验室的条件下，还有就是具体的实例，你都猜对了。我就是做合成氨的不过，我是用甲烷氮气做合成氨的，不是氮气氢气，
所以我的反应首先就是甲烷的裂解释放氢，之后进行氮氢合成氨，但是这两步反应又相互制约，所以我想找个参数来找出最有的反应温度，但是我又不知道如何计算。
我现在就想找一个热力学参数 或者其他的一些参数对这两步反应进行制约。求出最有反应温度，和压力。能不能给我指点一下 。谢谢你了
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4楼2016-09-19 11:32:14
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冰点降温

版主 (文坛精英)

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【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
求助过于宽泛了，建议以实例说明。
如果只是实验室实验，那可以考虑的因素少一些，如果是工业生产，那肯定因素很多。
比如你可以研究一下合成氨的反应。既要考虑热力学问题比如反应温度、压力，反应平衡常数，转化率。又要考虑反应动力学问题，比如反应速率。还得考虑设备成本，比如压力容器的设计等。
而且这也不是单单靠计算就可以完成的，还需要实验辅助等。

个人理解，可能有谬误，仅供参考。
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byk百
生于忧患，死于安乐。
3楼2016-09-19 10:22:14
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冰点降温

版主 (文坛精英)

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【答案】应助回帖

引用回帖:
4楼: Originally posted by byk百 at 2016-09-19 11:32:14
谢谢你，这么认真的回复，仅仅在实验室的条件下，还有就是具体的实例，你都猜对了。我就是做合成氨的不过，我是用甲烷氮气做合成氨的，不是氮气氢气，
所以我的反应首先就是甲烷的裂解释放氢，之后进行氮氢合成氨 ...

抱歉呢，我没有进行过这个实验的具体计算。
你如果是用甲烷作为提供氢气的原料，首先是甲烷的分解反应。这是一个吸热熵增的反应，高温低压有利于反应的进行。
但是这个反应和合成氨的条件正好相反，考虑到合成氨反应的速率，现有的合成氨工艺采用不太低的温度（考虑反应速率放入因素）和高压进行反应。
所以要在这两者之间找条件直接反应可能比较困难。
你可以从热力学的角度计算一下常压下甲烷分解反应的温度，也可以考虑计算合成氨条件的压力下对甲烷分解的影响。
同样你可以计算一下合成氨这个反应，常压下温度达到多少度，反应即开始转变为氨气的分解反应，然后再考虑压力对于反应的影响。
观察两个计算结果的条件之间有无重叠区间（温度、压力。）如果有重叠区间，则取重叠区间进行实验尝试。

我个人的疑惑：既然是两步反应，为什么不分步进行呢？分步进行则不需要考虑这么复杂的条件，甲烷的分解高温下直接生成固体炭黑和氢气，这样也比较容易控制氢气的量，后面就直接进行合成氨工艺就可以了。

另外一个疑问，你的反应如果不想分两步分别进行，可以考虑程序温度和压力控制啊。比如甲烷和氮气混合物，首先使用高温常压进行分解，反应完成之后再对体系进行降温和加压，这样子也可以避免找这个复杂条件的麻烦。

个人理解，仅供参考。
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生于忧患，死于安乐。
5楼2016-09-19 12:22:39
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