第4节　化学反应条件的优化--工业合成氨

[学习目标定位]　1.应用化学反应速率和化学平衡原理，会选择合成氨的适宜条件。2.体会应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。

一、合成氨反应的限度、速率

1.合成氨反应的特点

合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。

(1)可逆性：反应为可逆反应。

(2)体积变化：正反应是气体体积缩小的反应。

(3)焓变：ΔH<0，熵变ΔS<0。

(4)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。

2.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较

条件 提高反应速率 提高平衡转化率 综合结果 压强 高压 高压 高压 温度 高温 低温 兼顾速率和平衡，且考虑催化剂活性 催化剂 使用 无影响 使用 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 增大反应物浓度，且不断减少生成物浓度

合成氨反应条件和选择依据

提高H2转化率的措施有降温、加压、增大N2浓度、降低NH3浓度。

例1　可逆反应3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是(　　)

A.升高温度，减小压强，增加氮气

B.降低温度，增大压强，加入催化剂

C.升高温度，增大压强，增加氮气

D.降低温度，增大压强，分离出部分氨