反應(yīng)總是在一定條件下進行。反應(yīng)速率和平衡從兩個角度詮釋了反應(yīng)進行的兩個方面，一個是快慢問題，一個是轉(zhuǎn)化率問題，而我們研究化學(xué)反應(yīng)尤其是工業(yè)反應(yīng)則應(yīng)該從這兩個方面入手，使生產(chǎn)產(chǎn)品“又快又多”，同時兼顧原料、設(shè)備、成本等問題，選擇適宜的生產(chǎn)條件。
一、 速率、平衡不可兼得，理論與實際相結(jié)合選擇合成氨條件
從反應(yīng)特點看，合成氨反應(yīng)是一個氣體總體積縮小的正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。即：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；ΔH<0。從反應(yīng)速率角度考慮，合成氨越快越好，所以條件適宜溫度高、壓強大且有催化劑。從化學(xué)平衡角度講，氨氣轉(zhuǎn)化率越大越好，所以條件適宜溫度低、壓強大，不斷補充氮氣氫氣移走氨氣等。
很顯然，外界條件對速率、平衡的影響有一致的，也有矛盾的，所以必須結(jié)合生產(chǎn)實際進行選擇。
溫度對速率、平衡的影響不一致，二者不可同時滿足，需要協(xié)調(diào)。工業(yè)生產(chǎn)要求較高產(chǎn)量，速率不能太低，要求轉(zhuǎn)化率盡可能大，所以應(yīng)盡量使平衡正向移動，同時又要考慮催化劑的活性，所以工業(yè)上選擇一個適合三者較為適宜的溫度范圍500 ℃左右。增大壓強對速率和平衡的影響一致，所以不必協(xié)調(diào)，但壓強太大對設(shè)備的要求較為苛刻，故選擇適當(dāng)壓強即可。催化劑雖然對化學(xué)平衡沒有影響，但可縮短達到平衡所需要的時間，所以在工業(yè)生產(chǎn)中一般都使用催化劑。
綜合以上，合成氨工業(yè)的適宜條件為（1）增大氮氣氫氣濃度，及時將生產(chǎn)的氨分離出來。（2）溫度500 ℃左右（3）壓強為20 MPa~50 MPa（4）使用鐵觸媒做催化劑，用化學(xué)方
程式表示為：
二、條件并非多多益善，成本是工業(yè)效益的重要指標(biāo)
已知在硫酸工業(yè)中
①SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH<0
②經(jīng)測定，在常壓下上述反應(yīng)的平衡混合氣體中，SO3的體積分?jǐn)?shù)為91％。
③催化劑V2O5的催化f與溫度T有如圖關(guān)系。
④經(jīng)除塵去雜后的SO2氣體的溫度約為200 ℃，反應(yīng)后的SO3氣體的溫度約為600 ℃。
請根據(jù)以上信息，選擇SO2氧化為SO3的適宜生產(chǎn)條件是___________________。
解析：對2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH<0而言，SO2氧化為SO3的適宜條件既要使反應(yīng)速率較快，又要使SO2的轉(zhuǎn)化率較高，選擇適宜條件類似于合成氨條件選擇但又有所不同 高二。
根據(jù)信息②，在常壓下上述反應(yīng)的平衡混合氣體中，SO3的體積分?jǐn)?shù)為91％。由此可見，常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了，雖然增大壓強可加快反應(yīng)速率，也可使平衡正向移動，但條件的實現(xiàn)涉及動力和設(shè)備要求等問題，增大成本，效益不會增高，故一味增大壓強沒有意義。所以選擇常壓即可。
根據(jù)反應(yīng)特點，溫度高則速率高，但溫度越高SO2轉(zhuǎn)化率反而降低，從題給圖可看出，450~500 ℃左右，催化劑的催化效率較高，500 ℃以后，催化效率變化不大，并且在500 ℃左右的條件下也兼顧了反應(yīng)速率和反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，所以選擇適宜溫度為450~500 ℃。
由信息④可見，假如利用熱交換裝置將該反應(yīng)放出的熱量去預(yù)熱反應(yīng)的氣體，會降低能耗，降低成本，提高效益，是一項有意義的措施。當(dāng)然，我們也可以加入稍過量的氧氣或空氣，即提高廉價原料的濃度，以提高SO2的轉(zhuǎn)化率。
綜上該反應(yīng)選擇的條件是：加入過量氧氣、常壓、450~500 ℃左右、使用催化劑V2O5，使用熱交換裝置等。
任何化學(xué)原理都是應(yīng)用于實踐并服務(wù)于生產(chǎn)的。所以在具體的工業(yè)生產(chǎn)中，只有靈活處理原理和實踐之間的關(guān)系，才能真正將所學(xué)落到實處，這才是的真正意義。
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