《2025年与名师对话高中新教材同步导练案化学C选择性必修1》

1.合成氨反应的特点
合成氨反应：$N_{2}(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)$。已知298 K时：$\Delta H=-92.4\ kJ\cdot mol^{-1}$，$\Delta S=-198.2\ J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}$。
(1)自发性：常温(298 K)下，$\Delta H - T\Delta S$______0，能自发进行。
(2)可逆性：反应为______反应。
(3)体积变化(熵变)：$\Delta S$______0，正反应是气体体积______的反应。
(4)焓变：$\Delta H$______0，是______反应。

答案：
(1)＜　
(2)可逆　
(3)＜　缩小　
(4)＜　放热

2.原理分析
根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析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，请填写下表。

答案： 增大压强　增大压强　升高温度　降低温度　使用　无影响　增大　增大　降低

[判一判]
(1)在合成氨的实际生产中，温度越低，压强越大越好 （ ）
(2)在合成氨中，加入催化剂能提高原料的转化率 （ ）

答案：
(1)×　
(2)×

3.实际选择
(1)压强的选择
下图是400℃下平衡时氨的体积分数随压强的变化示意图：

从图中可以看出：
①压强越大，氨的体积分数越大，故增大压强对提高原料转化率是有利的。
②增大压强对材料的强度和设备要求越高，需要的动力也越大，对生产投资、经济效益是不利的。
③综合以上①、②的考虑，我国目前合成氨厂一般采用的压强为______。
(2)温度的选择

从图中可以看出：
①温度越低，氨的体积分数越大，故降低温度对提高原料转化率是有利的。
②降低温度，会使反应速率减小，达到平衡所需时间变长，在化工生产中很不经济。
③综合以上①、②的考虑，在实际合成氨的生产中，一般采用的温度为______。
(3)催化剂的选择
①催化剂对合成氨反应的影响
合成氨反应中，加入催化剂，能改变反应的历程、降低反应的活化能，提高反应速率，且催化剂不影响化学平衡，因此，合成氨工业中使用的催化剂为______。
②合成氨反应一般选择400～500℃进行，重要原因是：______。
③为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过______处理，才可使用。
(4)浓度的选择
为提高平衡转化率，工业上采取______的方法，使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气______，并及时补充______，使反应物保持一定的浓度。

答案：
(1)③10～30MPa　
(2)③400～500℃
(3)①铁触媒　②铁触媒在400～500℃时的活性最大
③净化　
(4)迅速冷却　循环使用　N₂和H₂

[判一判]
(1)在合成氨中，为增加H₂的转化率，充入的N₂越多越好 （ ）
(2)使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，可提高原料的利用率 （ ）
(3)合成氨反应选择在400～500℃进行的重要原因是催化剂在500℃左右时的活性最大 （ ）

答案：
(1)×　
(2)√　
(3)√