一、合成氨反应的限度
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。
二、合成氨反应的速率
1.浓度
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=k c(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),由关系式可知,增大N2或H2的浓度,减小NH3的浓度,都有利于提高合成氨的速率。
2.催化剂
使用催化剂,可显著降低反应的活化能,使反应速率提高上万亿倍。
3.温度
温度对合成氨反应的速率也有显著影响:温度越高,反应进行得越快。
4.压强
压强越大,反应进行得越快。
三、合成氨的适宜条件
1.合成氨反应条件的选择
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,既要考虑尽量增大反应物的转化率,充分利用原料,又要选择较快的反应速率,提高单位时间内的产量,同时还要考虑设备的要求和技术条件。
2.合成氨的适宜条件
反应
条件 压强 温度 催化剂 浓度