
工业生产中适宜生产条件的选择思路
【问题探究】
1.工业生产中增大压强既可提高反应速率,又可提高氨的产量,那么在合成氨工业中压强是否越大越好?为什么?
不是。因为温度一定时,增大混合气体的压强对合成氨的速率和平衡都有利,但是,压强越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,需要的动力也越大,目前,我国的合成氨厂一般采用的压强为10 MPa~30 MPa。
2.既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度越低越好?为什么?
不是。因为从平衡的角度考虑,合成氨低温有利,但是温度过低使化学反应速率减小,达到平衡所需时间变长,这在工业生产中是很不经济的,所以在实际生产中一般采用的温度为400~500 ℃(在此温度时催化剂的活性最大)。
3.在合成氨工业中要使用催化剂,既然催化剂对化学平衡的移动没有影响,为什么还要使用呢?使用的催化剂一般是什么?
为了加快反应速率。工业合成氨普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。
【知识归纳与总结】
(1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。
(2)原理分析。根据反应特点,利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。
(3)根据实验数据进一步分析反应条件,确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。
(4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。