1、鲁科版选择性必修1 化学反应原理 第2章 化学反应的方向、限度与速率第4节 化学反应条件的优化第第2 2课时课时 合成氨生产的适宜条件合成氨生产的适宜条件 合成氨条件的选择提高反应限度提高反应速率高压低温V(N2):V(H2)=1:3高压高温催化剂 V(N2):V(H2)=1:2.8在确定合成氨生产的适宜条件的过程中，遇到了哪些问题?是怎样解决的?问题1：压强怎么选？既然增大压强既可提高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？问题2：温度怎么选？既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好？问题3：要不要用催化剂？催化剂对化学平衡的移动没有影响，
2、 在合成氨工业中要不要使用催化剂，为什么？问题4：浓度怎么定？ N2 和H2的比例怎么定？ 在氮气和氢气的物质的量之比为1：3时平衡转化率最高。提高氢气的压强似乎更有利于提高合成氨反应的速率，但是，氮气在催化剂上的吸附为总反应中最难发生的步骤，即这是影响反应速率的关键步骤。问题问题1 1：压强怎么选？：压强怎么选？结论：根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强。实际生产中压强一般选择在200200500500大气压之间。问题问题2 2：温度怎么选？：温度怎么选？降低正向 速率越小长， 催化剂活性结论：实际生产中温度一般选择在左右（主要考虑催化剂的活性）。问题问题3 3：要不要用催化剂？：
3、要不要用催化剂？经济效益社会效益快，高，高。结论：结论：实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂（铁触媒），它在700K时活性最高。问题问题4 4：浓度怎么定？ N2 和H2的比例怎么定？ 增大增大减小正向1：3转化率最大实验测得N21：2.8结论：结论：实际生产中及时将气态氨冷却液化分离出去；及时将氮气和氢气循环实际生产中及时将气态氨冷却液化分离出去；及时将氮气和氢气循环利用，使其保持一定的浓度。即利用，使其保持一定的浓度。即N N2 2和和H H2 2的物质的量比为的物质的量比为1 1：2.82.8。为了提高合成氨生产的能力，还可以在哪些方面做进一步改进为了提高合成氨生产的能力，还可以在哪些方
4、面做进一步改进? ? 原料的价格原料的价格 未转化的合成气（氮气和氢气）的循环使用未转化的合成气（氮气和氢气）的循环使用 反应热的综合利用反应热的综合利用实际生产中合成氨的适宜条件实际生产中合成氨的适宜条件外部条件外部条件工业合成氨的适宜条件工业合成氨的适宜条件压强压强 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压(1107 Pa)、中压、中压(21073107 Pa)和高压和高压(8.51071108 Pa)三种三种类型类型温度温度适宜温度适宜温度(700 K左右左右)催化剂催化剂使用铁触媒作催化剂使用铁触媒作催化剂
5、浓度浓度N2和和H2的物质的量之比为的物质的量之比为1 2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去的投料比，氨及时从混合气中分离出去化工生产适宜条件选择的一般原则是什么？化工生产适宜条件选择的一般原则是什么？条件条件原则原则从化学反应速率分析从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢既不能过快，又不能太慢从化学反应限度分析从化学反应限度分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析从催化剂的使用活性分析注意温度对催化剂的活性的限制注意温度对催化剂的活性的限制化工生产适宜条件选择的一般原则化工生产适宜条件选择的一般原则制气制气净化除杂净化除杂压缩压缩合成合成冷却分离冷却分离循环压缩循环压缩实际生产中合成氨的实际生产中合成氨的工艺流程工艺流程700 K左右左右N2和H2的物质的量之比为12.8的投料比氨及时从混合气中分离出去高压中压低压铁触媒请各位老师提出宝贵意见！请各位老师提出宝贵意见！
