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化学反应条件的优化—工业合成氨发展目标体系构建1.结合生产实例，讨论化学反应条件的选择和优化，形成从限度、速率、能耗的多角度综合调控化学反应的基本思路，发展“绿色化学”的观念和辩证思维的能力。
2.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题。
1．合成氨反应的限度(1)反应原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。
(2)反应特点(3)影响因素①外界条件：温度、压强，有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
②投料比：温度、压强一定时，N2、H2的体积比为时平衡混合物中氨的含量最高。
微点拨：合成氨反应中，为了提高原料转化率，常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。
2．合成氨反应的速率(1)提高合成氨反应速率的方法(2)浓度与合成氨反应速率之间的关系在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为v＝kc(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，由速率方程可知：N2或H2的浓度，NH3的浓度，都有利于提高合成氨反应的速率。
微点拨：温度升高k值增加，会加快反应速率；同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高。
3．合成氨生产的适宜条件(1)合成氨反应适宜条件分析工业生产中，必须从和两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的，同时还要考虑设备的要求和技术条件。
(2)合成氨的适宜条件序号影响因素选择条件1 温度反应温度控制在左右2 物质的量N2、H2投料比3 压强1×107～1×108 Pa4 催化剂选择铁做催化剂5 浓度使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2(3)合成氨的生产流程的三阶段1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。
合成氨工艺原理
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制备化肥、塑料、纤维素等产品。
合成氨的工艺原理主要包括两个步骤：氮气催化还原和氢气催化氧化。
氮气催化还原是指将氮气转化为氨气的化学反应。
该反应在催化剂的存在下进行，常用的催化剂有铁、钨等金属或金属合金。
氮气和氢气首先通过压缩机进行压缩，然后以适当的比例进入反应器中。
在反应器内，氮气分子被催化剂吸附并激活，形成活性吸附态。
氢气分子也被吸附到催化剂表面，并与氮气分子进行反应，生成氨气。
反应完成后，氨气被分离出来，纯度达到要求后可以作为成品使用。
氢气催化氧化是指将氢气转化为水的反应过程。
这一步骤是为了去除反应残留的氢气，同时防止反应产物中的氢气杂质。
在氮气催化还原后，残留的氢气与氧气一起进入氢气催化氧化反应器。
催化剂通常是铁氧化物或铝氧化物等，它们可以催化氢气和氧气反应生成水。
反应完成后，反应器中的氢气和水蒸气一同进入冷凝器，通过冷却和分离，分离出纯净的水。
以上就是合成氨的工艺原理，通过氮气催化还原和氢气催化氧化，在合适的条件下，可以高效地制备出纯度高的氨气。
这个工艺过程在化工工业中被广泛应用，为各行各业提供了重要的原料。
第四节化学反应的调控一、合成氨反应的特点（一）反应：N2+3H2催化剂2NH3高温高压（二）特点：1、可逆反应2、放热反应：ΔH<03、熵减小的反应：ΔS<0二、合成氨反应特点的分析三、工业合成氨的适宜条件压强：10-30MPa 温度：400-500℃催化剂：铁触媒（500℃左右时的活性最大）工业上选择适宜生产条件的原则Δνg＞0 低压兼顾速率和平衡，选取适宜的压强四、合成氨的生产流程（一）生产流程（二）流程分析1、原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性2、压缩机加压：增大压强3、热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。
4、冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。
5、循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。
五、影响化学反应进行的两个因素（一）参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素（二）温度、压强、浓度、催化剂等反应条件六、化学反应的调控（一）定义：就是通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。
（二）考虑因素：在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件。
此外，还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。
