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2-4化学反应的调控一、情景导入利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。1909年，德国物理化学家哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5~20MPa和500~600℃下直接合成，反应器出口仅仅得到6%的氨。假如你是合成氨工厂的厂长，你最关心什么呢?问题探究最关心的问题应是如何提高单位时间内的产量以及原料的利用率。二、新课适宜的合成氨条件理论分析提高生产效率合成氨能否自发进行怎样促使平衡向合成氨反向移动怎样提高合成氨反应的速率化学反应的方向化学反应的限度化学反应速率合成氨反应是一个可逆反应，化学方程式为：在298K时，ΔH=－92.2kJ·mol-1，ΔS=－198.2J·K-1·mol-1。1、自发性判断2、合成氨的限度3、合成氨的速率工业生产中，必须从反应速率和反应限度个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。

合成氨反应条件的选择表2-2不同条件下，合成氨反应达到化学平衡时反应混合物中氨的含量（体积分数）温度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.1013.823.131.4实际合成氨工业中选择的生产条件压强：合成氨厂一般采用的压强为10MPa~30Mpa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。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？【微思考1】合成氨时压强越大越好，为何不采用比30MPa更大的压强？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。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。

外界条件有利于增大反应速率的条件控制有利于平衡正想移动的条件控制综合分析结果浓度增大反应物浓度增大反应物浓度、减小生成物浓度不断地补充反应物、及时地分离出生成物催化剂合适的催化剂不需要加合适的催化剂温度高温ΔH<0低温兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度ΔH>0高温在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性压强高压（有气体参加）反应后气体体积减小的反应高压在设备条件允许的前提下，加量采取高压反应后气体体积增大的反应低压兼顾速率和平衡，选取适宜的压强三

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