《化學(xué)：2.4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化-工業(yè)合成氨》（魯科版選修4）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué)：2.4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化-工業(yè)合成氨》（魯科版選修4）（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的
優(yōu)化-----工業(yè)合成氨
[教學(xué)目標(biāo)]
1、研究如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件.
2、研究應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思想和方法.
[教學(xué)過程]
分析:合成氨的反應(yīng)特點
N2+3H2 2NH3 正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)
請根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析在298K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行能自發(fā)進(jìn)行
一、自主獲取信息
(一)合成氨的反應(yīng)限度
請同學(xué)們根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點,利用影響化學(xué)平衡移動的因素,分析什么條件有利于氨生成。
交流研討參閱66頁
合成氨反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)：N
2、2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
已知298 K時：△H==一92．2 kJmol-1 △S=一198．2 JK一1mol一1
1．請你根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析298 K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。
2．請你利用化學(xué)平衡移動的知識分析什么條件有利于氨的合成。
[結(jié)論]
高溫,低壓有利于化學(xué)平衡正向移動,N2,H2濃度比為1:3有利于化學(xué)平衡正向移動.
(二)合成氨反應(yīng)的速率------閱讀67頁交流研討
條件
Ea／kJmol一1
k(催)/k(無)
無催化劑
335
3.41012(700 K)
使
3、用鐵催化劑
167
[交流研討]
1、結(jié)合影響反應(yīng)速率的因素,思考什么條件 能使氨生成的快
答：升高溫度 增大壓強 增大反應(yīng)物濃度 使用催化劑
2、實驗表明,在特定條件下,合成氨反應(yīng)的速率與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系為
答：ν =κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)
1 / 3
3、請你根據(jù)關(guān)系式分析:各物質(zhì)的濃度對反應(yīng)速率有哪些影響 可以采取哪些措施來提高反應(yīng)速率
答： 增大N2、H2濃度、將氨及時從混合氣中分離出去
二、合成氨的適宜條件
[交流研討]
1．根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點，應(yīng)分別采取什么措施提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化
4、率和反應(yīng)速率?請將你的建議填入下表。
提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
提高化學(xué)反應(yīng)速率
性質(zhì)
措施
性質(zhì)
措施
放熱
活化能高
分子數(shù)減小
低溫時反應(yīng)速率低
平衡常數(shù)不大
原料氣濃度增加能提高反應(yīng)速率
氨氣濃度增加能降低反應(yīng)速率
2．請你嘗試為合成氨選擇適宜條件。
3．在確定合成氨的適宜條件的過程中，你遇到了哪些困難?你是怎樣解決的?
4．為了提高合成氨生產(chǎn)的能力，你認(rèn)為還可以在哪些方面做進(jìn)一步改進(jìn)?
催化劑對合成氨反應(yīng)速率的影響
三、信息整合-----合成氨的適宜條件的選擇
據(jù)合成氨反應(yīng)的特點應(yīng)分別采取什么
5、措施提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率討論:
1、既然增大壓強既可提高反應(yīng)速率,又可提高氨的產(chǎn)量,那么在合成氨工業(yè)中壓強是否越大越好 ?
2、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動,那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好?
3、在合成氨工業(yè)中要使用催化劑,既然催化劑對化學(xué)平衡的移動沒有影響,為什么還要使用呢
總結(jié)： 合成氨適宜條件
催化劑------鐵 ； 溫度-------700K左右
根據(jù)設(shè)備動力選擇壓強-----1107~ 1108Pa
N2, H2投料比--------1:2.8
及時分離----氨氣
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化學(xué)：2.4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化-工業(yè)合成氨》（魯科版選修4）
