第2章第4节化学反应的调控（学生版）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修1）

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《2021-2022 学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修 1）》
第二章 化学反应速率与化学平衡
第四节 化学反应的调控
一、合成氨反应的原理分析
1．合成氨反应的特点
（1）反应原理：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
（2）反应特点
①可逆性：反应为可逆反应。
②体积变化(熵变)：ΔS 0，正反应是气体体积 的反应。
③焓变：ΔH 0，是 反应。
2．原理分析：根据合成氨反应的特点，应如何选择反应条件，以增大合成氯的反应速率、提高平衡混合物中氨的含
量？请填入下表。
对合成氨反应的影响
影响因素
浓度
压强
温度
增大合成氨的反应速率
提高平衡混合物中氨的含量
3．数据分析：课本表 2－2中的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中的含量的变化情况（初始时氮气和氢
气的体积比是 1：3）。分析表中数据，结合合成氨反应的特点，讨论应如何选择反应条件，以增大合
成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量。
温度/℃
氨的含量/%（体积分数）
0.1MPa
10 MPa
20 MPa
30MPa
600MPa
100MPa
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.20
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.40
25.1
38.2
47.0
62.5
79.8
500
0.10
10.6
19.1
26.4
42.2
57.7
600
0.05
4.50
9.10
13.8
23.1
31.4
综合上述两个方面，分析增大合成氨的反应速率与提高平衡混合物中氨的含量所应采取的措施是否一致。
〔结论〕①增大压强，氨的含量 ；这与反应速率是 的。
②升高温度，氨的含量 ；这与反应速率是 的。
二、工业合成氨的适宜条件
1．问题讨论
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2
适宜条件
压强
原理分析
压强越大越好
选用条件
一般采用的压强为 。
合成氨时不采用更
高压强的理由
温度
原理分析
低温有利于提高原料的平衡转化率。
选用条件
一般采用的温度为 ℃。
不采用低温的理由
催化剂
原理分析
在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢。
选用条件
通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称 。
选择催化剂的理由
改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较
快地进行反应。
注意事项
为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过 。
合成氨反应一般选择 400～500 ℃进行的又一重要原因为铁触媒
在500 ℃左右时的活性最大。
浓度
分离液氨
采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中
分离出去，以促使平衡向生成 NH3的方向移动。
循环利用 N2和H2
应将 NH3分离后的原料气循环使用，既提高了原料的利用率，又
提高了反应速率，有利于合成氨反应。
【归纳整理】工业合成氨的适宜条件和工艺（促进用“↑”、抑制用“↓”、无影响用“—”）
外部条件
速率
平衡
工业合成氨的适宜条件
加压
升温
催化剂
分离液氨
循环利用 N2和H2
2.合成氨的工艺流程
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