课题 2 人工固氮技术——合成氨合成氨的反应原理[自读教材·夯基础]1．氮的固定使空气中游离态的氮转变为化合态的氮的方法叫氮的固定。2．合成氨原理(1)实验装置：(2)现象：湿润的 pH 试纸变为蓝色。(3)化学方程式：N2＋3H22NH3(放热反应)。3．工业合成氨的条件[跟随名师·解疑难](1)工业合成氨的反应是一个气体体积减小的放热反应。(2)合成氨条件的选择：① 压强：无论从反应速率还是化学平衡考虑，压强越大越有利于合成氨。但压强太大，动力消耗大，设备的质量和制造水平要求高，故必须综合考虑。目前我国合成氨厂一般采用的压强在 10～30 MPa 之间。② 温度：对于放热反应，升温可提高反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢，综合考虑以 500 ℃左右为宜，而且在此温度下催化剂活性最大。③ 催化剂：加快反应速率但不影响平衡，可以提高单位时间内氨的产量。目前工业上多以铁触媒为催化剂。[剖析典例·探技法][例 1] 有关合成氨工业的叙述，不能用勒夏特列原理解释的是( )A．使用铁触媒有利于合成氨的反应B．高压比常压更有利于合成氨的反应C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应D．使反应混合物中的氨液化有利于合成氨的反应[名师解析] 使用铁触媒，可以加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不会发生移动，不能用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，低温虽可提高平衡混合物中 NH3的含量，但反应速率太慢，而温度太高，虽能加快反应速率，却使平衡混合物中 NH3的含量降低，因此工业生产中一般采用 500 ℃左右的温度，此时催化剂的活性最大，故不能用勒夏特列原理解释。[答案] AC[名师点睛]合成氨条件的理论分析与实际化工条件比较理论角度实际化工条件速率角度提高反应速率的条件：① 升高温度；②增大压强；③增大反应物浓度；④使用催化剂温度：400～500℃压强：10～30 Mpa催化剂：以铁为主平衡角度① 温度越高，NH3的产率越低；②压强越大，NH3的产率越高；③不断分离出 NH3，有利于提高反应物的转化率合成氨的基本生产过程[自读教材·夯基础]合成氨的生产主要包括三个步骤：造气、净化、合成。1．制备合成氨的原料气CH4＋H2O=====CO＋3H2、CH4＋2H2O=====CO2＋4H2。2．原料气的净化(1)目的是防止催化剂中毒。(2)原料气的净化：① 用稀氨水吸收 H2S 的化学方程式：H2S＋NH3·H2O===NH4HS＋H2O。② 除去 CO 的有关化学方程式：CO＋H2O=====CO2＋H2，CO2＋K2CO3＋H2...
