❖ A、0.2 mol.L-1.min-1
B 、 0.6 mol.L-1.min-1
❖ C、0.1 mol.L-1.min-1
D、 0.3 mol.L-1.min-1
二、合成氨工业简述：
1、主要流程：
原料气制取 净化 压缩
（造气）
（净化）
2、原料气制取：
制氮气:
合成 分离
（合成氨）
液氨
压缩 液态空气 蒸发 N2(先逸出) 物理方法 空气 碳 CO2(+N2) 分离出CO2 N2 化学方法
1× 105 Pa 15.3
3000C 4000C 5000C 6000C
2.2 0.4 0.1 0.05
1× 107 Pa 81.5
2× 107 Pa 86.4
3× 6× 1× 107 107 108 Pa Pa Pa
89.9 95.4 98.8
52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
制氢气:
炽热碳
水蒸气 CO+H2
H2O(气)
分离出CO2
CO2+H2
H2
C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
我国合成氨工业的发展情况：
解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂； 1949年全国氮肥产量仅0.6万吨； 1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高 的国家之一。
化学反应条件的优化工业合成 氨优秀课件
利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一 个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投 产，约经历了150年的时间。
化学反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)看起来十分的简单， 为什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的过 程？合成氨工厂为什么需要那么庞大而复杂的生 产设备和特殊的生产条件？
讨论：能否用过量氮气提高氢气转
NH3% 化率？工业合成氨是否采用此方法？
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
0.1
1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6
N2:H2
高压 高温 使用
高压 低温 不影响
选择适宜生产条件的原则：
(1)既要注意外界条件对二者影响一 致性,又要注意对二者影响的矛盾性。 (2)既要注意温度、催化剂对速率影 响的一致性,又要注意催化剂的活性 对温度的限制。 (3)既要注意理论上的需要,又要注意 实际可能性。
适宜条件:
温度: 700K (速率较快,转化率适中催化剂活性最大) 压强: 2×107～5×107 Pa
(有利于氨的合成,对动力、材料强度、 设备制造要求适中) 催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂) 使反应物在较低温度下较快的进行反应。 浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来， 且向循环气中不断补充 N2、H2（1:3)。
H2转化率=
1.5×3 18
×100%=25%
4、在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（ C ）
(A)延长反应时间
(B)充入过量H2
(C)充入过量N2
(D)升高温度
5、关于氨的合成工业的下列说法正确的是
（B ）
(A)从合成塔出来的气体，其中氨一般占15%，所 以生产氨的工业的效率都很低
(B)由于NH3易液化，N2、H2可循环使用，则总的说 来氨的产率很高
(C)合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左右，目 的是使平衡向正反应方向进行
(D)合成氨工业采用20 MPa ---- 50MPa ，是因该条 件下催化剂的活性最好
6、在一定条件下，将N2和H2的混和气体通入固定容积的
密闭容器中进行合成氨反应：N2+3H2
2NH3 (正
反应为放热反应)
下列图像表示正确的是：
要实现合成氨的工业化生产，必须从化 学热力学和化学动力学两个方面选择合 成氨的反应条件
化学热 力学
化学动 力学
化学反应 的方向
化学反应 的限度
化学反应 的速率
合成氨反 应能否自 发进行
怎样能促 使化学平 衡向合成 氨方向移 动
怎样能 提高合 成氨反 应速率
化学工艺学
适
宜
的
工
合
艺
成
流
氨
程
条
件
高压对设备材质、 加工制造的要求、温度 的催化剂活性的影响等
（A C ）
(A)
(B)
(C)
(D)
7.下列反应达到平衡时，哪种条件下生成物
பைடு நூலகம்
的含量最高：X2(g)+2Y2 (g) （正反应为放热反应）( D )
X2Y4 (g)
A.高温 高压
B.低温 低压
C.高温 低压
D.高压 低温
8.对于反应: 2SO2(g)+O2 (g) 下列判断正确的是( BC )
2SO3 (g)
合成氨反应的特点：
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ⊿H ＝-92.4kJ/MOL
(1体积) (3体积)
(2体积)
①可逆反应 ②熵减小的反应 ③正反应气体体积缩小 ④正反应是放热反应
不同条件下平衡混合气中氨的含量(体积分数) (原料其中N2和H2的体积比是1:3 )
氨
压
含 量强
温度
2000C
❖例1 、能使合成氨反应进行程度增大的 方法是（ D ）
❖ A、升高温度
B 、降低压强
❖C、使用催化剂 D 、及时分离出氨气
❖ 例2、一定温度下，向一个容积为2升的事先加入催 化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3molH2， 3min后测得容器的压强是起始压强的0.9倍，在此 时间内，用H2的量的变化来表示该反应的平均速率 是（ C ）
练一练：
1．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列变 化过程不能使平衡向右移动的是（BC） （A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂 （C）采用700K左右的高温 （D）采用2×107～5×107Pa的压强
练一练：
2、合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应 而制得，其中一步的反应为：
CO(g)+H2O（g） CO2(g)+H2(g)（正反应放 热），下列措施中，能提高CO转化率的 是（BC ）
A、增大压强
B、降低温度
C、增大水蒸气浓度 D、增大CO浓度
练一练：
3、在合成氨反应中，入口气体体 积比 N2:H2:NH3 为6:18:1，出口 气体体积比为9:27:8，则H2的转
化率为__2_5__%___。
N2+3H2
2NH3
起始 6 18
1
变化 X 3X
2X
6-X : 1+2X=9:8 X=1.5