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．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1。理论上增大反应物浓度和增大压强及时分离出 NH3及降低温度有利于氨气的合成。2．升高温度，增大压强，加入合适催化剂能提高化学反应速率。3．结合实际生产，合成氨一般选择铁做催化剂，控制反应温度 700 K左右，高压且 n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8。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的浓度解析：选 B 提高 N2的转化率应使平衡向右移动，使用催化剂对平衡无影响，升高温度平衡向左移动，高压和增大 N2的浓度平衡向右移动，但增大 N2的浓度，N2的转化率会降低。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...
