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工业合成氨反应为N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH < 0。在实际生产中,通常采用400~500 ℃的温度条件,其主要原因是?

  1. 该温度下平衡转化率最高
  2. 该温度下催化剂的活性最大
  3. 该温度下反应速率最快
  4. 该温度下正反应为放热反应
Show the answer and explanation

Correct answer

B. 该温度下催化剂的活性最大

Principle or equation

工业合成氨选择400~500℃主要考虑催化剂活性。该温度下催化剂活性最大,能加快反应速率,同时兼顾平衡转化率(温度升高平衡逆向移动,但速率加快,且催化剂在此温度下活性最高)。

Why this answer is correct

合成氨是放热反应,低温有利于平衡正向移动,但温度过低反应速率太慢。400~500℃是铁触媒的活性温度范围,在此温度下催化剂活性最大,反应速率较快,同时转化率也较经济。因此主要原因是催化剂活性最大。

Example

工业上合成氨使用铁触媒,其活性温度约为400~500℃,故控制在此温度。

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