Question

工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）。

（1）使用鐵觸媒催化劑是為了__________________________________________________。

（2）通常采用2×10⁷—5×10⁷ Pa的壓強(qiáng)，原因是____________________________________。

（3）選擇500 ℃左右的溫度進(jìn)行反應(yīng)，是由于____________________________________

____________________________________________________________________。

（4）將生成的氨及時(shí)從混合氣中分離出來(lái)，原因是__________________________________。

Answer 1

思路解析：工業(yè)合成氨使用鐵觸媒是為了提高化學(xué)反應(yīng)速率；采用200到500個(gè)大氣壓的高壓則一方面是為了提高反應(yīng)速率，同時(shí)也可以增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)然更高的壓強(qiáng)則受到設(shè)備的限制；選擇500 ℃左右的溫度，一方面是為了提高反應(yīng)速率，更主要的是因?yàn)榇呋瘎┑幕钚栽诖藴囟葧r(shí)活性最大；將生成的氨氣液化后可使平衡向右移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率能大在增加。

答案：（1）提高反應(yīng)速率  （2）該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，壓強(qiáng)過(guò)高，對(duì)動(dòng)力、設(shè)備要求過(guò)高，成本增大，也會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益，所以綜合考慮，通常采用2×10⁷—5×10⁷ Pa的壓強(qiáng)  （3）合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，不利于氨的生成，但溫度過(guò)低，反應(yīng)速率很慢，故采用500 ℃左右的適宜溫度，且500 ℃左右時(shí)催化劑的活性最大  （4）減小生成物氨的濃度，有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)