1.合成氨反应原理:
N2+3H2 2NH3(正反应为放热反应)
反应特点是:①可逆反应;②气体总体积缩小的反应;③正反应为放热反应.
根据上述反应特点,从理论上分析:
(1)使氨生成得快的措施(从反应速率考虑):①增大反应物的浓度;②升高温度;③加大压强;④使用催化剂.
(2)使氨生成得多的措施(从平衡移动考虑):①增大反应物的浓度同时减小生成物的浓度;②降低温度;③增大压强.
2.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:
(1)浓度:一般采用N2和H2的体积比1∶3,同时增大浓度,不加大某种反应物的浓度,这是因为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.
(2)温度:合成氨是放热反应,降低温度虽有利于平衡向正反应方向移动,但温度过低,反应速率过慢,所以温度不宜太低,在500℃左右为宜,催化剂在这个温度活性最大。
(3)压强:合成氨是体积缩小的可逆反应,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,制造设备的成本就高,而且所需的动力也越大,应选择适当的压强,一般采用2×107Pa~5×107Pa.
(4)催化剂:用铁触媒作催化剂,能加快反应速率,缩短达到平衡时间. 催化剂原理:铁触媒能吸附氢分子和氮分子,同时削弱氮分子和氢分子里的化学键,化学键被削弱了的这两种分子物象碰撞而合成氨分子。由于使用铁触媒,合成氨反应的火花能降低到原来的四分之一左右。同时由于吸附,在铁触媒表面上反应物浓度增大了,也能增大反应的速率。这样,使用铁触媒的反应速率比无催化剂时成万倍地增大。
可将合成氨的适宜条件归纳为:
①增大氨气、氢气的浓度,及时将生成的氨分离出来;②温度为500℃左右;③压强为2×107Pa~5×107Pa;④铁触媒作催化剂.
N2+3H2 2NH3(正反应为放热反应)
反应特点是:①可逆反应;②气体总体积缩小的反应;③正反应为放热反应.
根据上述反应特点,从理论上分析:
(1)使氨生成得快的措施(从反应速率考虑):①增大反应物的浓度;②升高温度;③加大压强;④使用催化剂.
(2)使氨生成得多的措施(从平衡移动考虑):①增大反应物的浓度同时减小生成物的浓度;②降低温度;③增大压强.
2.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:
(1)浓度:一般采用N2和H2的体积比1∶3,同时增大浓度,不加大某种反应物的浓度,这是因为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.
(2)温度:合成氨是放热反应,降低温度虽有利于平衡向正反应方向移动,但温度过低,反应速率过慢,所以温度不宜太低,在500℃左右为宜,催化剂在这个温度活性最大。
(3)压强:合成氨是体积缩小的可逆反应,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,制造设备的成本就高,而且所需的动力也越大,应选择适当的压强,一般采用2×107Pa~5×107Pa.
(4)催化剂:用铁触媒作催化剂,能加快反应速率,缩短达到平衡时间. 催化剂原理:铁触媒能吸附氢分子和氮分子,同时削弱氮分子和氢分子里的化学键,化学键被削弱了的这两种分子物象碰撞而合成氨分子。由于使用铁触媒,合成氨反应的火花能降低到原来的四分之一左右。同时由于吸附,在铁触媒表面上反应物浓度增大了,也能增大反应的速率。这样,使用铁触媒的反应速率比无催化剂时成万倍地增大。
可将合成氨的适宜条件归纳为:
①增大氨气、氢气的浓度,及时将生成的氨分离出来;②温度为500℃左右;③压强为2×107Pa~5×107Pa;④铁触媒作催化剂.