高二化學(xué)工業(yè)合成氨課件

1、合成氨條件的選擇 1914年，第一次世界大戰(zhàn)一開場，英國就從海上封鎖德國從智利進(jìn)口硝石。于是人們預(yù)言，德國得不到 ，農(nóng)田將缺乏肥料，炸藥工廠也將停產(chǎn)，那么德國最遲在1915年或1916年便要自動(dòng)投降，可是1916年過去了，德國還在頑強(qiáng)的戰(zhàn)斗，農(nóng)田照樣一派濃綠，前線的炮火反而更加猛烈。原來德國以哈伯為首的一批化學(xué)家抑制了當(dāng)時(shí)的世界化學(xué)難題以廉價(jià)的空氣、水和煤炭合成了重要的化工原料:氨NH3智利硝石工業(yè)生產(chǎn)時(shí)主要考慮的因素？3盡可能降低本錢；如對(duì)耐高溫設(shè)備所需材料的要求。4符合綠色化學(xué)理念， 即注意環(huán)境保護(hù)，反響物利用率接近百分之百2要使氨生成得更快即提高單位時(shí)間里氨的產(chǎn)量 化學(xué)反響速率問題1要使

2、氨生成得更多即提高平衡混合物里氨的含量 化學(xué)平衡問題1、結(jié)合影響反響速率的因素，思考什么條件能加快化學(xué)反響速率？升高溫度增大壓強(qiáng)增大濃度使用催化劑一、信息采集2、結(jié)合影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素，分析什么條件能提高產(chǎn)物在混合氣體中的百分含量？：正反響為放熱反響；m+nqmA(g)+nB(g) qC(g)降低溫度增大壓強(qiáng)增大反響物濃度減小生成物濃度 3、N2+3H2 2NH3特點(diǎn)分析_反響正反響為_反響正反響為氣體體積_的反響反響特點(diǎn)可逆放熱減小1、據(jù)合成氨反響的特點(diǎn)應(yīng)分別采取什么措施提高反響的平衡轉(zhuǎn)化率和反響速率？請(qǐng)?zhí)顚懴卤砩砂钡臐舛确错懳锏臐舛却呋瘎囟葔簭?qiáng)速率分析平衡分析使NH3生產(chǎn)的快使NH

3、3生產(chǎn)的多外界條件高壓高壓低溫高溫使用無影響增大濃度增大濃度增大濃度減小濃度二、信息整合三、最正確反響條件探索根據(jù)合成氨工業(yè)條件的選擇，請(qǐng)討論總結(jié)，選擇工業(yè)中適宜生產(chǎn)條件的方法。思考與交流：1、既然增大壓強(qiáng)可提高反響速率，又可提高氨的含量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)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(dòng)，那么在合成氨工業(yè)中溫度是否越低越好？3、催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒有影響，在合成氨工業(yè)中是否需要使用催化劑？提示 綜合考慮化學(xué)反響速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的原理，再根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和實(shí)際需要，選擇合成氨的適宜條件。條件條件條件 壓強(qiáng) NH3 /Mpa 含量/% 溫度/0C0.11020306

4、010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.44、從表2-3數(shù)據(jù)說明，即使在500C和30MPa的條件下，平衡混和物中氨的含量僅達(dá)26.4%，即轉(zhuǎn)化率仍不夠大，為了使平衡向生成氨的方向移動(dòng)，提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率,還可以采取哪些措施？條件思考與交流：使用催化劑：可以大大加快化學(xué)反響速率，提高生產(chǎn)效率，也提高了經(jīng)濟(jì)效益；合成氨的適宜條件選擇適宜的溫度：500左右，提高反響速率，

5、又是合成氨催化劑的活性溫度；選擇適宜的壓強(qiáng)：20MPa50MPa，有利于氨的合成，該壓強(qiáng)下進(jìn)展生產(chǎn)，對(duì)動(dòng)力、材料、設(shè)備等來說正適宜。濃度：及時(shí)補(bǔ)充N2、H2；將氨氣液化后及時(shí)別離出來，所得原料氣過量N2、H2循環(huán)使用返回討論91:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2合 成 氨 流 程 簡 圖合 成 塔氨 分 離 器液氨水 冷 器循環(huán)氣體壓縮機(jī)循環(huán)壓縮機(jī)氫氮混合氣四、運(yùn)用方法，解決實(shí)際問題已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) (正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)）其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表應(yīng)采用的壓強(qiáng)是_，理由是_(1)應(yīng)選用的溫度是_。450常壓因?yàn)?/p>

6、常壓下SO2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，但需要的動(dòng)力更大，對(duì)設(shè)備的要求更高。3在生產(chǎn)中常用過量空氣的原因是什么？研究性學(xué)習(xí)課題設(shè)想合成氨的開展前景 據(jù)有關(guān)資料估計(jì)，全球生物固氮作用所固定的氮元素大約為130109kgN年，而工業(yè)和大氣的固氮量那么少于50109kgN年，即依靠生物所固定的氮元素是工業(yè)和大氣固氮如雷電對(duì)氮元素的固定等量之和的2.6倍，這種作用的存在無疑是氮肥工業(yè)的一個(gè)有力補(bǔ)充。參考：生物中植物對(duì)氮的需求; 生物固氮的原理和條件； 理想的人工固氮條件。缺氮的棉花 是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的組成元素。蛋白質(zhì)是細(xì)胞原生質(zhì)的重要成分，核酸是合成蛋白質(zhì)的必要成分。在植物生長發(fā)育過程中，細(xì)胞分裂和新細(xì)胞的形成必須要有蛋白質(zhì)；而光合作用則離不開葉綠素。因此，在缺氮的情況下，由于新細(xì)胞形成受阻，植物的生長發(fā)育會(huì)遲緩或停滯；如