第4节　化学反应条件的优化--工业合成氨

　　学习目标：1.知道如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。(重点)2.初步学会应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法。(难点)

　　[自 主 预 习·探 新 知]

　　1．合成氨反应的限度

　　(1)反应原理

　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

　　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。

　　(2)反应特点：

　　(3)影响因素

　　①外界条件：降低温度、增大压强，有利于化学平衡向合成氨的方向移动。

　　②投料比：温度、压强一定时，N2、H2的体积比为1∶3时平衡混合气中氨的百分含量最高。

　　微点拨：合成氨反应中，为了提高原料转化率，常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。

　　2．合成氨反应的速率

　　(1)增大合成氨反应速率的方法

　　(2)浓度与合成氨反应速率之间的关系

　　在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，由速率方程可知：增大N2或H2的浓度，减小NH3的浓度，都有利于提高合成氨反应的速率。

　　微点拨：温度升高k值增加，会加快反应速率；同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高。

　　3．合成氨适宜条件的选择

　　(1)合成氨反应适宜条件分析

工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑