Question

【題目】已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0。請回答下列問題：

(1)從影響化學反應速率和化學平衡的因素分析，要有利于NH3和SO3的生成，理論上應采取的措施是_______。實際生產中采取的措施是_________。

(2)在合成氨的工業生產中，要分離出氨，目的是__________；而合成SO3的過程中，則不需要分離出SO3，原因是____________。

Answer 1

【答案】適當溫度、高壓、催化劑 合成氨：適當溫度、高壓、催化劑；合成SO3：適當溫度、常壓、催化劑 減小生成物的濃度，使平衡向生成NH3的方向移動 該反應向生成SO3的方向進行的程度較大，達到平衡后SO2剩余量較少，故不需要分離SO3

【解析】

工業上合成SO3與合成氨的最大不同之處是合成SO3是在常壓下進行的，原因是在常壓下該反應向生成SO3的方向進行的程度已經很大，采用高壓雖能使平衡向生成SO3方向移動，但產生高壓既需要動力又對反應容器耐壓性有較高要求，綜合生產成本和經濟效益兩方面因素，實際生產時，在常壓下進行最合理。

(1)從化學反應速率看，化學速率越高，生產效率越高，因此溫度較高，壓強較大，使用催化劑；從化學平衡看來，平衡正向移動，轉化率較高，溫度越低，壓強越大，有利于平衡正常移動，兼顧反應速率和平衡移動，結合理論上應該采取適當溫度、高壓、催化劑；

而實際上，合成氨采用的是適當溫度、高壓、催化劑，而合成SO3，在常壓下，其向生成SO3的方向進行的程度已經很大，而增大壓強，會增加生產成本，因此實際上，合成SO3采用的條件是：適當溫度、常壓、催化劑；

(2)將產物從反應體系中分離出來，有利于平衡正向移動，增加反應物的轉化率，合成氨分離出氨氣的目的是減小生成物的濃度，使平衡向生成NH3的方向移動；而再合成SO3的反應中，并不需要分離SO3，因為該反應向生成SO3的方向進行的程度較大，達到平衡后SO2剩余量較少。