学科：化学
教学内容：合成氨条件的选择
【根底学问精讲】
合成氨反响的理论应用合成氨反响原理：
N+3H 2NH(正反响为放热反响)
2 2 3
反响特点是：①可逆反响；②气体总体积缩小的反响；③正反响为放热反响.
依据上述反响特点，从理论上分析：
使氨生成得快的措施(从反响速率考虑)：①增大反响物的浓度；②上升温度；③加大压强；④使用催化剂.
使氨生成得多的措施(从平衡移动考虑)：①增大反响物的浓度同时减小生成物的浓度；②降低温度；③增大压强.
合成氨条件的选择
在实际生产中，既要考虑氨的产量，又要考虑生产效率和经济效益，综合以上两方面的措施，得出合成氨的适宜条件的选择：
浓度：一般承受N和H的体积比1∶3，同时增大浓度，不加大某种反响物的浓度，这
2 2
是由于合成氨生产的原料气要循环使用.按1∶3循环的气体体积比，仍会保持1∶3.
温度：合成氨是放热反响，降低温度虽有利于平衡向正反响方向移动，但温度过低，反响速率过慢，所以温度不宜太低，在500℃左右为宜，而且此温度也是催化剂的活性温度范围.
压强：合成氨是体积缩小的可逆反响，所以压强增大，有利于氨的合成，但压强过高时，对设备的要求也就很高，制造设备的本钱就高，而且所需的动力也越大，应选择适当的压强，一般承受2×107Pa～5×107Pa.
催化剂：用铁触媒作催化剂，能加快反响速率，缩短到达平衡时间.可将合成氨的适宜条件归纳为：
①增大氨气、氢气的浓度，准时将生成的氨分别出来；②温度为500℃左右；③压强为
2×107Pa～5×107Pa；④铁触媒作催化剂.
合成氨的工业简述
合成氨工业的简要流程图：
原料气的制取.
N2：将空气液化、蒸发分别出N2，或将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2.H2：用水和焦炭(或煤、石油、自然气等)在高温下制取，如
制得的N、H需净化、除杂，再用压缩机压缩至高压.由于假设有杂质存在可使催化剂
2 2
失去催化作用，也称使催化剂“中毒”.
在适宜条件下，在氨合成塔中进展合成.
氨的分别：经冷凝使氨液化，将氨分别出来，提高原料的利用率，并将未反响的H、
2
N循环送入合成塔，使其充分利用.
2
【重点难点解析】
重点：理解应用化学反响速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件.难点：依据各种影响反响进展的因素选取反响综合条件.
巧用假设，敏捷解题
例如：密闭容器中，N+3H 2NH在500℃时到达平衡，问：
2 2 3
将H、NH的浓度同时增大1倍，平衡如何移动?
2 3
将N、NH的浓度同时增大1倍，平衡如何移动?
2 3
分析：浓度的转变是反响物和生成物局部发生而转变，因而平衡的移动就较难推断.而
巧用假设就较易解答.(1)将不变浓度的N视为液体(常数)，将浓度转变的H、NH视为气体，
2 2 3
得出等效平衡N(l)+3H(g) 2NH(g)，将H、NH浓度同时增大1倍，相当于上述等效
2 2 3 2 3
平衡压强增大到原来的2倍，所以等效平衡向正反响方向移动，原平衡同向移动.也可利用
平衡常数K来推断.
(2)同理分析可得，平衡向逆方向移动.
又例如，平衡反响2NO NO在体积不变的密闭容器中进展，在其它条件不变时，
2 24
[NO]
假设向容器中分别增加NO和NO， 2 的比值如何变化?
2 24 [NO]
2 4
分析：先运用上节所介绍的等效假设，增加NO或NO时，压强不变，平衡时比值不变.
2 24
再压缩时，假设平衡不移动，比值也不变.现实际上平衡右移，所以，无论是增加NO还是
2
[NO]
增加NO，都有 2 比值减小.
24 [NO]
2 4
如何选择适宜条件，使平衡向有利的方向移动?
应从以下几方面观看考虑：①反响前后气体物质的计量数；②反响热状况；③反响速率；
④转化率(增加廉价物质的量，提高价格贵重原料的利用率)
例如，在硫酸工业中，通过以下反响使SO转化为SO：2SO+O
2 3 2 2
热)
常压下平衡混合气体中SO体积分数为91%，试答复：
3
(1)生产中常用过量的空气是为了 ；
(2)加热到400°～500°是由于 ；
压强承受 ，缘由是 ；
尾气中的SO必需回收，是为了 .
2
此题依据题示信息和以上提出的要考虑的几个方面，不难分析作答.
反响物用量的转变对平衡转化率的影响
2SO(正反响放
3
假设反响物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g)，增加A的量，平衡向正反响方向移动，但该反响物A的转化率的变化与气体物质的系数有关.
假设a=b+c，A的转化率不变；
假设a＞b+c，A的转化率增大；
假设a＜b+