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合成氨的适宜条件,汕头金中李焕生,固氮方法生物固氮：自然固氮：工业固氮：,是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。,闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮,通常是指利用N2和H2反应生成NH3,弗里茨哈伯德国化学家，1909年，成为第一个从空气中制造出氨的科学家，使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展，因此获得1918年瑞典科学院诺贝尔化学奖。但哈伯利用合成氨为德国制造了3500吨TNT用于第一次世界大战，同时为德国制造毒气而臭名昭著。,一、工业合成氨原理,工业合成氨气的原理为已知该反应S=-198.2J/(Kmol)，请计算298K时合成氨反应是否能够自发进行。,H=-92.2kJ/mol,G=H-TS=-92.2-（-198.210-3298）kJ/mol=-33.1kJ/mol,二、合成氨的条件,结论：压强越大，温度越低，氨的体积分数越大,二、合成氨的条件,高压,高压,高温,低温,使用催化剂,无影响,增大反应物浓度,增大反应物浓度减小生成物浓度,二、合成氨的条件,实际生产过程中，是不是温度越低越好？是不是压强越大越好？温度太低：压强太大：,速率慢，耗时太长，不利于生产,对设备要求高，生产成本太高,二、合成氨的条件,合成氨的适宜条件催化剂：温度：压强：20-50MPa,铁催化剂,500,原因：铁催化剂在此温度下活性最大,三、合成氨的基本生产过程,1、制备合成氨的原料气N2：H2：电解水制取氢气由碳与水蒸气反应C+H2O=CO+H2天然气制取氢气CH4+H2O=CO+3H2,通过液化空气获取氮气,三、合成氨的基本生产过程,2.净化气体3.合成氨反应,注意：生产过程中冷却氨气为液氨，可使平衡正向移动未反应完的氮气和氢气在生产过程中循环使用，降低成本利用热交换器充分利用气体余热,四、总结,压强：温度：,常压（此时SO2转化率已经很高，增大压强会增加成本）,400-450，催化剂活性大，速率快，转化率高,四、总结,1.化工生产中，既要考虑外界条件对反应速率和化学平衡影响的一致性，又要考虑外界条件对两者影响的矛盾性2.既要注意温度、压强、催化剂等化学反应影响
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