内容正文:
第四节 化学反应的调控
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正误判断
工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,从速率角度分析,反应需要在 (填“较高”或“较低”)温度下进行,而从提高反应物转化率的角度分析,反应需要在
(从压强和温度方面回答)条件下进行,原因是合成氨的反应为 。
较高
低温、高压
正反应为气体体积减小的放热反应
课前篇素养初探
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一、合成氨反应条件的原理分析
1.反应原理:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1。
2.反应特点:
合成氨
反应
—可逆性:反应为 反应
—体积变化:正反应是气体体积 的反应
—焓变:ΔH 0
3.影响因素:
(1)增大合成氨反应速率的措施:升高温度、增大压强、增大反应物浓度、使用催化剂等。
(2)提高平衡混合气体中氨的含量措施:降低温度、增大压强、增大反应物浓度等。
可逆
减小
<
课前篇素养初探
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二、实际合成氨工业中选择的生产条件
1.压强:合成氨厂一般采用的压强为 。
【微思考1】合成氨时压强越大越好,为何不采用比30 MPa更大的压强?
10 MPa~30 Mpa
提示:压强越大,对材料的强度和设备的制造要求也越高,需要的动力也越大,这会加大生产投资,可能降低综合经济效益。
2.温度:一般采用的温度为400~500 ℃。
【微思考2】合成氨采用低温时可提高转化率,但为何未采用更低的温度?
提示:温度太低,反应速率太小,达到平衡所需的时间变长,不经济。另外,合成氨所需的催化剂铁触媒的活性在500 ℃左右活性最大。
课前篇素养初探
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3.催化剂:合成氨工业普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。
【微思考3】合成氨工业采用迅速冷却法,使气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去的目的是什么?
提示:使化学平衡向生成氨的方向移动。
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(1)合成氨反应在高温下能自发