《高中化學 2.4《化學反應條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》1同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中化學 2.4《化學反應條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》1同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第 2章 化 學 反 應 的 方 向 、 限 度 與 速 率第 4節(jié) 化 學 反 應 條 件 的 優(yōu) 化工 業(yè) 合 成 氨 弗 里 茨 哈 伯 ：用空氣制造面包的天使 自 1784年 發(fā) 現(xiàn) 氨 以 后 ，人 們 一 直 在 研 究 如 何 利 用化 學 方 法 由 氮 氣 和 氫 氣 合成 氨 ， 但 直 到 1913年 哈 伯領 導 的 科 研 團 隊 實 現(xiàn) 了 合成 氨 的 工 業(yè) 生 產(chǎn) ， 大 大 提高 了 糧 食 的 產(chǎn) 量 。 考 試 說 明 解 讀u了 解 如 何 應 用 化 學 反 應 速 率 和 化 學 平 衡 原 理 分 析合 成 氨 的 適 宜 條 件 。u了 解
2、應 用 化 學 反 應 原 理 分 析 化 工 生 產(chǎn) 條 件 的 思 路和 方 法 ， 體 驗 實 際 生 產(chǎn) 的 選 擇 與 理 論 分 析 的 差 異 。u通 過 對 合 成 氨 適 宜 條 件 的 分 析 ， 認 識 化 學 反 應 速率 和 化 學 平 衡 的 調(diào) 控 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 的 重 要 作 用 。 教 學 重 點 、 難 點l 應 用 化 學 反 應 速 率 和 化 學 平 衡 原 理 選 擇合 成 氨 的 適 宜 條 件 假 如 你 是 一 個 工 廠 的 廠 長 ， 對 工 業(yè) 生 產(chǎn) 你 主 要應 考 慮 哪 些 問 題 ？ 增 大 化 學 反 應 速 率單
3、位 時 間 內(nèi) 產(chǎn) 率 高 增 大 化 學 反 應 限 度原 料 的 利 用 率 高 另 外 還 要 考 慮 生 產(chǎn) 中 的 消 耗 能 源 、 原 料來 源 、 設 備 條 件 、 環(huán) 境 保 護 等 因 素 。 H= -92.2 kJmol-1 S= - 198.2JK-1mol-1 1.請 根 據(jù) 正 反 應 的 焓 變 和 熵 變 分 析 298K下 合 成 氨 反 應 能 否自 發(fā) 進 行 ？ (只 需 要 估 算 即 可 ) H-T S = -33.14 kJmol-10 自 發(fā)N2(g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)合 成 氨 反 應 原 理已 知 298K時 ：交 流
4、研 討 1（ 課 本 65頁 ）2. 請 利 用 化 學 平 衡 移 動 的 知 識 分 析 采 取 什 么 措 施 有 利 于氨 的 生 成 ？一 .合 成 氨 反 應 的 限 度 數(shù) 據(jù) 分 析 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.60.50.40.30.20.1NH 3% N2:H 2N2、 H2體 積 比 對 產(chǎn) 率 的 影 響 1、 你 認 為 可 以 通 過 控 制 哪 些 反 應 條 件 來 提 高 合 成 氨 反 應的 速 率 ？二 .合 成 氨 反 應 的 速 率交 流 研 討 2（ 課 本 P66頁 ）2.實 驗 表 明 ， 在 特 定 條 件 下 ， 合
5、成 氨 反 應 的 速 率 與 參 與 反應 的 物 質(zhì) 的 濃 度 的 關 系 為 v =kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)請 你 根 據(jù) 關 系 式 分 析 ： 各 物 質(zhì) 的 濃 度 對 反 應 速 率 有 哪 些 影響 ？ 可 以 采 取 哪 些 措 施 來 提 高 反 應 速 率 ？3. 請 你 根 據(jù) 下 表 所 給 的 數(shù) 據(jù) 分 析 催 化 劑 對 合 成 氨 反 應 速率 的 影 響 ： 條 件 E aKJmol-1 k(催 )/k(無 )無 催 化 劑 335 3.4 10 12(700k)使 用 Fe催 化 劑 167 反 應 限 度 反 應 速 率 適 宜 條
6、 件 無 影 響 降 溫高 壓增 大 c(N 2） 、c(H2)， 減 小c(NH3） ， 保持 N2， H2體 積比 為 1:3 催 化 劑濃 度溫 度壓 強 使 用升 溫高 壓增 c(N 2） 、c(H2)， 減小 c(NH3) 使 用 鐵 觸 媒 做催 化 劑適 宜 高 溫700K左 右保 持n(N 2):n(H2)=1:2.8的 投 料 比 ， 將 氨 氣及 時 液 化 從 體 系 中分 離 出 去 。 適 當 高 壓 20 50 MPa 在 中 壓 的 工 藝 條 件 下 ， 合 成 氨 廠 出 口 氣 中 的 氨含 量 一 般 為 13%14%， 那 么 剩 余 的 N2和 H2該
7、 如 何 處 理 呢 ？P69合 成 氨 工 業(yè) 生 產(chǎn) 流 程 示 意 圖選 擇 合 成 氨 的 條 件 時 ， 既 不 能 .也 不能 ， 而 應 該 為 了 提 高 合 成 氨 生 產(chǎn) 的 能 力 ， 還 可 以在 哪 些 方 面 做 進 一 步 改 進 ？仿 生 固 氮 酶 催 化 劑抗 毒 能 力 的 新 型 催 化 劑 我 國 合 成 氨 工 業(yè) 開 始 于 20世 紀 30年 代 ， 1949年 新中 國 成 立 時 合 成 氨 廠 只 有 3家 ， 年 生 產(chǎn) 能 力 不 到0.6萬 噸 。 經(jīng) 過 幾 十 年 的 努 力 ， 我 國 已 經(jīng) 擁 有 多 種原 料 、 不 同
8、流 程 的 大 、 中 、 小 合 成 氨 廠 1000多 家 ；到 2000年 ， 合 成 氨 年 產(chǎn) 量 達 到 3363.7萬 噸 ， 從 生產(chǎn) 能 力 和 產(chǎn) 量 上 都 位 居 世 界 前 列 。 化 學 反 應 的 方 向化 學 反 應 的 限 度化 學 反 應 的 速 率理 論 依 據(jù) 實 際 生 產(chǎn)指 導 1.工 業(yè) 合 成 氨 反 應 是 700 K左 右 進 行 的 ， 這 主 要 原 因 是（ ） 700 K 時 氨 的 平 衡 濃 度 最 大 700 K 時 此 反 應 速 率 最 快 C.700 K 時 氨 的 轉(zhuǎn) 化 率 最 高 D.700 K 該 反 應 的 催
9、化 劑 能 發(fā) 揮 最 大 的 作 用D2. 在 合 成 氨 工 業(yè) 中 ， 下 列 操 作 使 平 衡 向 右 移 動 的 是（ ）（ A） 不 斷 將 NH3分 離 出 來（ B） 使 用 催 化 劑（ C） 采 用 700K左 右 的 高 溫（ D） 采 用 2 10 7 5 107Pa的 壓 強 當 堂 訓 練AD 3.有 關 合 成 氨 工 業(yè) 的 說 法 中 ， 正 確 的 是 （ ）A.從 合 成 塔 出 來 的 混 合 氣 體 ， 其 中 NH3只 占 約13% 14 % ， 所 以 生 產(chǎn) 氨 的 工 廠 效 率 都 很 低 。B.由 于 氨 易 液 化 ， N2、 H2在
10、實 際 生 產(chǎn) 中 是 循 環(huán) 使用 ， 所 以 總 體 來 說 氨 的 產(chǎn) 率 很 高 。C.合 成 氨 工 業(yè) 的 反 應 溫 度 控 制 在 700K左 右 ,目 的 是使 化 學 平 衡 向 正 反 應 方 向 移 動 。D.合 成 氨 廠 采 用 的 壓 強 是 20 50 MPa， 因 為 該 壓強 下 鐵 觸 媒 的 活 性 最 大 。 B 4.已 知 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) H 0。催 化 劑 V2O5在 400 500 時 催 化 效 果 最 好 。(1) 應選用的溫度是_。應采用的壓強是_，理由是_450常壓因為常壓下SO 2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若采用較大壓強，SO2的轉(zhuǎn)化率提高很少，但需要的動力更大，對設備的要求更高。 5.氨的合成反應，生產(chǎn)中采用的適宜條件是（ ）。A、低溫、高壓、適當?shù)拇呋瘎〣、高溫、常壓C、盡可能高溫、高壓D、適當?shù)臏囟?、適當?shù)母邏?、適宜催化劑
高中化學 2.4《化學反應條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》1同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt
