答案 D
解析 要使氢气的转化率增大,需使平衡向正反应方向移动,根据合成氨反应的特点,由于正反应为放热反应,需降低温度;正反应为气体总体积减小的反应,需增大压强;另外还可通过及时分离出部分氨气,减小生成物浓度的方法,促使平衡右移,故D项正确。
考点 工业合成氨反应条件的选择
题点 外界条件对合成氨平衡移动的影响
例2 对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施加高压,下列叙述中正确的是( )
A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响
B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡状态所用的时间
C.都能缩短达到平衡状态所用的时间,只有压强对化学平衡状态有影响
D.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用
答案 C
解析 对于化学反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),催化剂只能降低反应的活化能,提高反应速率,缩短达到平衡状态所用的时间,不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率,缩短达到平衡状态所用的时间,也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。
考点 工业合成氨反应条件的选择
题点 外界条件对合成氨影响的综合
二、工业合成氨的适宜条件
1.工业合成氨的适宜条件
外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强(1×107Pa~1×108Pa) 温度 适宜温度,700 K左右 催化剂 使用铁触媒做催化剂 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比,氨及时从混合气中分离出去
2.问题讨论
(1)压强:目前我国合成氨厂一般采用的压强在1×107~1×108 Pa,不采用更高压强的理由是:压强越大,对设备的要求越高、压缩H2和N2所需要的动力越大,因此选择压强应符合实际科学技术。
(2)温度:升高温度能提高化学反应速率,但工业合成氨温度不能太高的理由是
①合成氨反应为放热反应,升高温度,转化率降低。
②700_K催化剂活性最大,升高温度,催化剂活性减弱。