第4节　化学反应条件的优化--工业合成氨

[课标要求]

1．了解如何应用化学反应速率和化

学平衡原理分析合成氨的适宜条件。

2．了解应用化学反应原理分析化工

生产条件的思路和方法，体验实际

生产条件的选择与理论分析的差异。

3．认识化学反应速率和化学平衡的

调控在工业生产中的重要作用。

　　1．反应原理

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

　　2．反应特点

　　合成氨反应是一个能自发进行的、放热的、气体体积减小的可逆反应。

　　3．有利于氨生成的措施

　　(1)降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动。

　　(2)在一定的温度和压强下，反应物中N2和H2的体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。

　　1．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒·夏特列原理解释的是 (　　)

　　A．使用铁触媒，有利于N2和H2反应合成氨

　　B．高压比常压条件更有利于合成氨反应

　　C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨反应

　　D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率

　　解析：选B　催化剂不影响平衡移动；合成氨反应的正反应是气体分子数减小的反应，高压条件有利于平衡正向移动；工业合成氨采用500 ℃是综合考虑反应速率、转化率及催化剂的活性温度后确定的；采用循环操作与平衡移动无关。

　　2．利用原料气在合成塔中合成氨时，为提高N2的转化率所采取的措施是 (　　)

　　A．高温　　　　　　　　B．高压

C．使用催化剂 D．增大N2的浓度