1.外界条件对速率的影响
(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=kc(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。
2.合成氨反应条件的选择依据
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。
提高反应的平衡转化率 提高化学反应速率 性质 措施 性质 措施 放热 低温 活化能高 使用合适的催化剂 分子数减小 高压 低温时反应速率低 高温 反应可逆 原料循环利用 原料气浓度增大能提高反应速率 增大原料气浓度
氨气浓度增加能降低反应速率 分离氨
1.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主要原因是什么?
提示:温度太高,催化剂活性减弱。
2.工业合成氨中为达到最大平衡转化率,反应物的投料n(N2)∶n(H2)=?
提示:n(N2)∶n(H2)=1∶2.8。