化学反应速率影响因素有哪些（化学反应的调控）

大家好，今天我们要来学习第二章第四节最后一部分内容，化学反应的调控。

所谓化学反应的调控其实我们并不陌生，比如为了灭火，我们可以将可燃物进行隔离，把空气隔绝或者是降温啊为了使食物能够保鲜或者是延长更长的储存的时间，我们可以把它们放在冰箱里面。所有的这些生活当中的现象或者是措施，都是为了进行一部分反应的调控，也就是对他们发生的化学反应进行一定的控制。所以这节课呢我们会以工业合成氨这个反应为例，给大家研究化学反应的调控问题。

我们都知道，工业合成氨是我们人类的科学史上一项特别重大的突破，反应方程式如图所示。如何去选择反应的条件来达到很快的反应速率，还有提高氨气的含量呢？这就是我们要研究的终极问题。一般来讲，影响速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂、表面积等等，但是影响平衡的速率呃影响平衡的因素只有温度、浓度和压强这三个。

所以要想增大反应速率，那浓度应该是增大的。要想提高平衡后混合物当中氨气的含量，我们也是要增大反应物浓度的，升温一定是加快速率的，但是由于这是一个典型的放热反应，所以要想提升氨的含量，我们要采用降温、平衡、正义这样的措施，加压，速率一定是快的，而且加压的过程当中平衡也能够正向移动，使氨气的含量更大。催化剂是可以加快反应速率的，但是催化剂对于平衡移动是没有影响的。从这个表格当中我们能够看到，升温氨的含量是在降低的，这跟速率两者是相互矛盾的。

加压氨的含量是增大的，这跟速率影响是一致的。所以进入到具体环节的探讨，我们要先来研究压强这个因素。合成氨的时候，压强越大越好，速率也会越大，但是压强越大，它对于设备还有材料的强度跟制造要求会非常高，动力也会随之增大，这会能够提升生产的投资。而且会降低综合的经济效益。因此在实际的生产、生活当中，压强是要绝对进行控制的。

温度这个因素，我们说降温是要减慢反应速率的，但是降温却可以使平衡正向移动，生成更多的氨气，这两者是相互矛盾的。所以在一般的生产、生活当中，要采用的温度有一个大概的范围，四百到五百度之间。

催化剂我们说过，即使在高温、高压条件下，氮气跟氢气这样的化合反应依然是会吸进得很慢。所以加入催化剂之后能够改变反应的历程，大大地降低它的活化能，使得这个反应会比较快进行。目前工业的合成氨当中用到的催化剂一般是以铁为主的多成分催化剂。由于这个催化剂它的活性也是受温度影响的，所以它在五百度左右的时候的活性是最大的。这也是为什么我们在选温度的时候要控制在四百到五百度之间，防止混匀的杂质使催化剂中毒。所以在进料器的时候、原料器的时候一定要经过转化。

那我们来看实际的生产过程，第一是采用迅速冷却的方法，是要降温啊使气态的氨气变成液态的氨气，及时的从混合物的体系当中分离出去，促使平衡正向移动，生成更多的氨气。第二步就将氨气分离后，原料器能够循环使用，及时地去补充氮气跟氢气，有利于合成氨反应的进行。图片展示的就是真正的合成氨生产流程的示意图，我们会观察到氮气跟氢气要经过干燥和净化装置，目的是除掉一些不必要的杂质，免得催化剂中毒。

然后经过了一个压缩机，选用的压强是十到三十兆帕，然后再经过一个冷却的环节，得到了液态氨气，使它从体系当中快速的分离，然后再进行一个热交换，又经过了一个铁触媒的环节啊反复地将这个原料进行重复的利用。

总结如下，工业合成氨采取的条件就是用铁出煤做催化剂，四百到五百度，十到三十兆帕。这也在回归或者是在复习前面我们提过的影响化学反应进行的因素。第一、本身的因素就是物质的组成、结构跟性质。二、外在的条件呢有温度、压强、浓度跟催化剂等等，所以我们在真正地分析一个反应能否投入到使用的过程当中，要综合地去影响各个方面的。

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