实际生产中合成氨的适宜条件
1.压强:压强越大越有利于合成氨,但在实际生产中,应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强,大致分为低压、中压和高压三种类型,一般采用高压。
2.温度:温度越高,反应速率越大,但不利于氨的合成,在实际生产中一般控制反应温度在700 K左右(且在此温度时催化剂的活性最大)。
3.催化剂:使用催化剂可以大幅度提高反应速率,合成氨生产一般选择铁做催化剂。
4.浓度:合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为 1∶2.8 的投料比,并且及时将氨气从反应混合物中分离出去。
5.为提高平衡转化率,工业合成采用原料的循环利用。
1.在合成氨反应中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,都对化学平衡无影响
B.都对化学平衡有影响,但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,只有施加高压对化学平衡有影响
D.使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而施加高压无此效果
解析:选C 对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),使用催化剂只能提高反应速率,缩短达到平衡状态所用的时间,不能使化学平衡发生移动。施加高压既能提高反应速率,使反应达到平衡状态所用的时间缩短,也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。
2.下列有关合成氨工业的说法中,正确的是 ( )
A.从合成塔出来的混合气体,其中NH3只占15%,所以合成氨厂的产率都很低
B.由于氨易液化,N2、H2在实际生产中可循环使用,所以总体来说合成氨的产率很高
C.合成氨工业的反应温度控制在700 K左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.合成氨厂采用的压强越大,产率越高,无需考虑设备、条件
解析:选B 合成氨反应在适宜的生产条件下达到平衡时,原料的转化率并不高,但将生成的NH3分离出来后,再将未反应的N2、H2循环利用,经过这样的处理后,可使合成氨的产率提高,据此可知A项错误,B项正确;合成氨工业选择700 K左右的反应温度,是综合了多方面的因素确定的,合成氨反应的正反应是放热反应,低温才有利于平衡向正反