高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.4 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨課件12 魯科版選修4-魯科版高二選修4化學(xué)課件

1、第第4 4節(jié)節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的重要因素有哪些的重要因素有哪些? 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡化學(xué)平衡 溫度溫度氣體壓強(qiáng)氣體壓強(qiáng)催化劑催化劑濃度濃度溫度越高溫度越高,反應(yīng)速反應(yīng)速率越大率越大壓強(qiáng)越大壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速反應(yīng)速率越大率越大正催化劑加快反應(yīng)正催化劑加快反應(yīng)速率速率反應(yīng)物濃度越大反應(yīng)物濃度越大,反反應(yīng)速率越大應(yīng)速率越大升高溫度升高溫度,平衡向吸平衡向吸熱方向移動(dòng)熱方向移動(dòng)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng),平衡向氣態(tài)物平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng)催化劑對(duì)平衡無(wú)影響催化劑對(duì)平衡無(wú)影響增大反應(yīng)物濃度

2、增大反應(yīng)物濃度,平平衡正向移動(dòng)衡正向移動(dòng) N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g) H =-92.2kj.mol-1S=-198.2j.K-1. mol-1_反應(yīng)正反應(yīng)為_(kāi)反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積_的反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn)交流交流研討研討（P65） 分析：分析：合成氨的反應(yīng)特合成氨的反應(yīng)特點(diǎn)點(diǎn)可逆可逆放熱放熱減小減小 請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，從請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，從影響影響化學(xué)平衡移動(dòng)化學(xué)平衡移動(dòng)的因素和影響化學(xué)反應(yīng)的因素和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素速率的因素，分析什么條件，分析什么條件有利于提高氨有利于提高氨的產(chǎn)率？的產(chǎn)率？思考思考三、合成氨的適宜條件三、合成氨的適宜條件1、請(qǐng)?zhí)顚懴卤?/p>

3、請(qǐng)?zhí)顚懴卤砩砂钡臐舛壬砂钡臐舛确磻?yīng)物的濃度反應(yīng)物的濃度催化劑催化劑溫度溫度壓強(qiáng)壓強(qiáng)速率分析速率分析平衡分析平衡分析使使NH3生產(chǎn)快生產(chǎn)快使使NH3生產(chǎn)多生產(chǎn)多外界條件外界條件高壓高壓高壓高壓低溫低溫高溫高溫使用使用無(wú)影響無(wú)影響增大濃度增大濃度增大濃度增大濃度減小濃度減小濃度減小濃度減小濃度2 2、既然增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可、既然增大壓強(qiáng)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(qiáng)是提高氨的產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？否越大越好？1 1、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng)，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好？向移動(dòng)，那么生

4、產(chǎn)中是否溫度越低越好？3 3、在合成氨工業(yè)中要使用催化劑，既然催、在合成氨工業(yè)中要使用催化劑，既然催化劑對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響，為什么化劑對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響，為什么還要使用呢？還要使用呢？2、請(qǐng)你嘗試為合成氨選擇適宜條件請(qǐng)你嘗試為合成氨選擇適宜條件合成氨適宜條件催化劑_溫度_根據(jù)設(shè)備動(dòng)力選擇壓強(qiáng)_N2、H2投料比_及時(shí)分離_鐵觸媒700K左右1107 1108Pa1:2.8氨氣已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) H0其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表(1) 應(yīng)選用的溫度是_。應(yīng)采用的壓強(qiáng)是_，理由是_450常壓因?yàn)槌合耂O2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若采用較大壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率 提高很少，但需要

5、的動(dòng)力更大，對(duì)設(shè)備的要求更高。例例1、關(guān)于氨的合成工業(yè)的下列說(shuō)法正確的是、關(guān)于氨的合成工業(yè)的下列說(shuō)法正確的是 （ ）(A)從合成塔出來(lái)的氣體，其中氨一般占從合成塔出來(lái)的氣體，其中氨一般占15%，所以生產(chǎn)氨的工業(yè)的效率都很低，所以生產(chǎn)氨的工業(yè)的效率都很低(B)由于由于NH3易液化，易液化，N2、H2可循環(huán)使用，可循環(huán)使用，則總的說(shuō)來(lái)氨的產(chǎn)率很高則總的說(shuō)來(lái)氨的產(chǎn)率很高(C)合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500 左左右，目的是使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行右，目的是使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行(D)合成氨工業(yè)采用合成氨工業(yè)采用20 MPa - 50MPa ，是因該條件下催化劑的活性最好是因該

6、條件下催化劑的活性最好B課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、氨的合成反應(yīng)，生產(chǎn)中采用的適、氨的合成反應(yīng)，生產(chǎn)中采用的適宜條件是（宜條件是（ ）。）。A、低溫、高壓、適當(dāng)?shù)拇呋瘎?、低溫、高壓、適當(dāng)?shù)拇呋瘎〣、高溫、常壓、高溫、常壓C、盡可能高溫、高壓、盡可能高溫、高壓D、適當(dāng)?shù)臏囟?、適當(dāng)?shù)母邏骸⑦m宜、適當(dāng)?shù)臏囟?、適當(dāng)?shù)母邏骸⑦m宜催化劑催化劑D3在合成氨工業(yè)中，為增加在合成氨工業(yè)中，為增加NH3的日產(chǎn)的日產(chǎn)量，下列變化過(guò)程不能使平衡向右移動(dòng)量，下列變化過(guò)程不能使平衡向右移動(dòng)的是（的是（ ）（A）不斷將）不斷將NH3分離出來(lái)分離出來(lái)（B）使用催化劑）使用催化劑（C）采用）采用700K左右的高溫左右的高溫（D）采用）

7、采用21075107Pa的壓強(qiáng)的壓強(qiáng)BC25%4 4、在合成氨反應(yīng)中，入口氣體體積比、在合成氨反應(yīng)中，入口氣體體積比 NN2 2:H:H2 2:NH:NH3 3 為為6:18:16:18:1，出口氣體體積比，出口氣體體積比為為 9:27:89:27:8，則，則H H2 2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)H2轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率= 100%=25%1.5318(6-X) : (1+2X)=9:8 X=1.5 5、 工業(yè)上用以合成氨的原料之一工業(yè)上用以合成氨的原料之一氫氫氣，有一種來(lái)源是取自石油氣。有人設(shè)計(jì)氣，有一種來(lái)源是取自石油氣。有人設(shè)計(jì)了以下反應(yīng)途徑，假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行，你了以下反應(yīng)途徑，假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行，你認(rèn)為最合理的是（認(rèn)為最合理的是（