31工业合成氨

第二章第四节 化学反应条件的优化——工业合成氨

【双基回顾】

一、合成氨反应的限度

合成氨反应是在298k时自发进行的 热反应，同时也是气体的物质的量减小的熵 反应。因此， 温度、 压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。

研究发现：在一定的温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为 时，平衡混合物中氨的含量最高。

二、合成氨反应的速率

（1）在反应过程中，随着氨的浓度的__________，反应速率会逐渐________，因此为了保持足够高的反应速率应适时将_________从混合气体中分离出来。

（2）使用________可以使合成氨的反应速率提高上万亿倍。

（3）温度越高，反应速率越________。

三、合成氨的适宜条件

在合成氨生产中，达到高转化率与高反应速率所需条件有时是矛盾的。因此选择条件时应该寻找以 的反应速率获得适当的 的反应条件。此外，还应该考虑原料的价格、未转化的合成气的 使用、 的综合利用等问题。

目前，合成氨生产一般选择 做催化剂；控制反应温度在 左右；根据反应器可使

777用的钢材质量及综合指标来选择 ，大致分为低压（1×10Pa）、中压（2×10Pa~3×10Pa），

78和高压（8.5×10Pa~1×10Pa）三种类型。通常采用氮气与氢气物质的量之比为 的投料比。

【考点精练】

【考点1】合成氨反应分析

【思考】从提高转化率的角度来看，合成氨应该采用什么条件？从提高化学反应速率来看应该采用什么条件？

【练习1】合成氨反应的特点是( )

①可逆 ②不可逆 ③正反应放热 ④正反应吸热 ⑤正反应气体总体积增大 ⑥正反应气体总体积缩小

A．①③⑤ B．②④⑥ C．①③⑥ D．④⑤⑥

【练习2】1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是(

)

A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④

【考点2】合成氨适宜条件的选择

【思考】工业上合成氨的适宜条件是什么？

【练习1】合成氨工业中，常加热到700 K左右的温度，理由是( )

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