工业合成氨(最新整理版).pdfVIP

【例1】（双选）下列有关合成氨工业的叙述，不能用

平衡移动原理来解释的是

A.使用铁触媒有利于合成氨的反应

B.高压比常压更加有利于合成氨的反应

C.500℃左右比室温更有利于合成氨的反应

D.使反应混合物中的氨液化有利于合成氨的反应

【自主解答】选A、C。使用铁触媒，能同等程度的加快

正逆反应的速率，但正逆反应速率仍相等，因而平衡不

发生移动，只是可以缩短达到平衡所需的时间，不能用

平衡移动原理来解释。由于合成氨的正反应是一个气体

分子数减小的反应，所以增大压强可以使平衡向着生成

氨的方向移动，可以用平衡移动原理解释。合成氨反应

是放热反应，低温虽然可以提高氨气的产量，但是反应

速率太慢，而温度太高虽能加快反应速率，但却使平衡

混合物中氨气的含量降低，因此工业生产一般采用适宜

的温度，既能加快反应速率又能适当维持平衡混合物中

氨气的含量，500左右铁触媒的活性最高，因此此选

项不能用平衡移动原理来解释。将生成物氨气液化分离，

降低了生成物的浓度，将使平衡向生成氨的方向移动，

有利于氨的生成，可以用平衡移动原理来解释。

【例2】（2010·长沙高二检测）在硫酸工业中，通过

下列反应使SO氧化成SO：

23

2SO(g)+O(g)2SO(g)

223

-1

ΔH=－198kJ·mol。下表为不同温度和压强下SO的

2

转化率（%）

（1）从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能转化为三

氧化硫，可控制的条件是_____。

（）实际生产中，选定400～500℃作为操作温度其原

因是_____。

（3）实际生产中，采用的压强为常压，其原因是___。

（4）在生产中，通入过量空气的目的是___________。

（5）尾气中有SO必须回收是为了________________。

【思路点拨】解答本题时要注意以下三点：

【自主解答】（1）观察反应的特点可以得出要想使平

衡正向移动，可以采取的措施为低温、高压。

（）由于400～500℃是较高温度，而升高温度虽然会

使反应速率加快，但是通过上表分析对生成物的产率影

响不大，所以主要原因是此温度时催化剂的活性最大。

（3）因为在常压下400～500℃时SO的转化率已经很高

了，若再加压，对设备及动力系统要求高，加大了成本

和能量消耗，故采用常压。

（4）增大氧气的浓度，相当于增大了反应物的浓度，使

平衡向生成SO的方向移动，提高二氧化硫的转化率。

3

（5）尾气是一种污染性气体，所以在反应结束后需对其

进行尾气处理，以减少对环境的污染。

答案：(1)低温，高压

(2)该温度是催化剂的活性温度，选择此温度可提高反应

速率，缩短反应达到平衡所需要的时间

(3)因为在常压下400～500℃时SO的转化率已经很高了，

2

若再加压，对设备及动力系统要求高，加大了成本和能

量消耗，不适宜

(4)增大氧气的浓度，使平衡向生成SO的方向移动，

3

高二氧化硫的转化率

(5)减少对环境的污染

1.（2010·龙岩高二检测）合成氨工业中，常加热到

700K左右的温度，理由是（）

①适当提高合成氨的反应速率

②提高氢气转化率

③提高氨的产率

④催化剂在700K时活性最大

A.①B.①②

C.②③④D.①④

【解析】选D。从平衡的角度，温度越低，越有利于合

成氨，使反应正向移动，从而提高氨的产率，但温度越

低，反应速率越小，且催化剂活性差。故工业合成氨选

择700K主要考虑在产率不太低的情况下提高速率和催

化剂活性。

2.对于合成氨工业，只从提高合成氨反应速率的方面来

看，从下列条件中选择最适宜的组合是（）

①高温②低温③低压④高压

⑤催化剂⑥加氨⑦除氨

A.②④⑤⑦B.②