大家好，今天我們要來學習第二章第四節最後一部分内容，化學反應的調控。

所謂化學反應的調控其實我們并不陌生，比如為了滅火，我們可以将可燃物進行隔離，把空氣隔絕或者是降溫啊為了使食物能夠保鮮或者是延長更長的儲存的時間，我們可以把它們放在冰箱裡面。所有的這些生活當中的現象或者是措施，都是為了進行一部分反應的調控，也就是對他們發生的化學反應進行一定的控制。所以這節課呢我們會以工業合成氨這個反應為例，給大家研究化學反應的調控問題。

我們都知道，工業合成氨是我們人類的科學史上一項特别重大的突破，反應方程式如圖所示。如何去選擇反應的條件來達到很快的反應速率，還有提高氨氣的含量呢？這就是我們要研究的終極問題。一般來講，影響速率的因素有溫度、濃度、壓強、催化劑、表面積等等，但是影響平衡的速率呃影響平衡的因素隻有溫度、濃度和壓強這三個。

所以要想增大反應速率，那濃度應該是增大的。要想提高平衡後混合物當中氨氣的含量，我們也是要增大反應物濃度的，升溫一定是加快速率的，但是由于這是一個典型的放熱反應，所以要想提升氨的含量，我們要采用降溫、平衡、正義這樣的措施，加壓，速率一定是快的，而且加壓的過程當中平衡也能夠正向移動，使氨氣的含量更大。催化劑是可以加快反應速率的，但是催化劑對于平衡移動是沒有影響的。從這個表格當中我們能夠看到，升溫氨的含量是在降低的，這跟速率兩者是相互矛盾的。

加壓氨的含量是增大的，這跟速率影響是一緻的。所以進入到具體環節的探讨，我們要先來研究壓強這個因素。合成氨的時候，壓強越大越好，速率也會越大，但是壓強越大，它對于設備還有材料的強度跟制造要求會非常高，動力也會随之增大，這會能夠提升生産的投資。而且會降低綜合的經濟效益。因此在實際的生産、生活當中，壓強是要絕對進行控制的。

溫度這個因素，我們說降溫是要減慢反應速率的，但是降溫卻可以使平衡正向移動，生成更多的氨氣，這兩者是相互矛盾的。所以在一般的生産、生活當中，要采用的溫度有一個大概的範圍，四百到五百度之間。

催化劑我們說過，即使在高溫、高壓條件下，氮氣跟氫氣這樣的化合反應依然是會吸進得很慢。所以加入催化劑之後能夠改變反應的曆程，大大地降低它的活化能，使得這個反應會比較快進行。目前工業的合成氨當中用到的催化劑一般是以鐵為主的多成分催化劑。由于這個催化劑它的活性也是受溫度影響的，所以它在五百度左右的時候的活性是最大的。這也是為什麼我們在選溫度的時候要控制在四百到五百度之間，防止混勻的雜質使催化劑中毒。所以在進料器的時候、原料器的時候一定要經過轉化。

那我們來看實際的生産過程，第一是采用迅速冷卻的方法，是要降溫啊使氣态的氨氣變成液态的氨氣，及時的從混合物的體系當中分離出去，促使平衡正向移動，生成更多的氨氣。第二步就将氨氣分離後，原料器能夠循環使用，及時地去補充氮氣跟氫氣，有利于合成氨反應的進行。圖片展示的就是真正的合成氨生産流程的示意圖，我們會觀察到氮氣跟氫氣要經過幹燥和淨化裝置，目的是除掉一些不必要的雜質，免得催化劑中毒。

然後經過了一個壓縮機，選用的壓強是十到三十兆帕，然後再經過一個冷卻的環節，得到了液态氨氣，使它從體系當中快速的分離，然後再進行一個熱交換，又經過了一個鐵觸媒的環節啊反複地将這個原料進行重複的利用。

總結如下，工業合成氨采取的條件就是用鐵出煤做催化劑，四百到五百度，十到三十兆帕。這也在回歸或者是在複習前面我們提過的影響化學反應進行的因素。第一、本身的因素就是物質的組成、結構跟性質。二、外在的條件呢有溫度、壓強、濃度跟催化劑等等，所以我們在真正地分析一個反應能否投入到使用的過程當中，要綜合地去影響各個方面的。

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