高二化學(xué)合成氨條件的選擇省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

合成氨條件選擇1/18一、合成氨適宜條件選擇

—化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識利用

選擇適宜條件依據(jù)、思緒和方法：

合成氨反應(yīng)原理(方程式）：

N2+3H22NH3(放熱反應(yīng))

這是一個氣體總體積縮小、放熱可逆反應(yīng)。

請思索這個反應(yīng)特點(diǎn)？2/18

工業(yè)上合成氨，主要要考慮哪些原因？

依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)知識，思索：————————，——————，————————

，都能夠使合成氨化學(xué)反應(yīng)速率增大。

增大壓強(qiáng)升高溫度使用催化劑

經(jīng)濟(jì)效益和社會效益：速度要快，原料利用率要高，單位時間產(chǎn)量要高。另外還要考慮生產(chǎn)中消耗能源，原料，設(shè)備條件等原因。3/18

依據(jù)化學(xué)平衡知識請思索：要增大平衡體系中氨含量、增大原料轉(zhuǎn)化率能夠采取哪些方法？

增大壓強(qiáng)，降低溫度，減小生成物濃度都能夠提升原料轉(zhuǎn)化率。

下面請綜合以上兩方面原因，并結(jié)合實(shí)際情況討論實(shí)際生產(chǎn)中對壓強(qiáng)、溫度、濃度等條件選擇。4/18N2+3H22NH3(放熱反應(yīng))1、壓強(qiáng)怎么選？

分析：①合成氨反應(yīng)是體積縮小氣體反應(yīng)，增大壓強(qiáng)既能夠增大反應(yīng)速率，又能提升平衡混合物中氨含量，所以理論上壓強(qiáng)越大越好。②不過壓強(qiáng)越大，對設(shè)備要求高、壓縮H2和N2所需要動力大，所以壓強(qiáng)也不宜過高。5/18

綜合以上兩點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)中壓強(qiáng)普通選擇在20MPa---50MPa之間。

2、溫度怎么選擇？①因?yàn)檎磻?yīng)方向是放熱反應(yīng)，所以降低溫度有利于提升平衡混合物中氨含量。

②可是溫度越低，反應(yīng)速率越小，到達(dá)平衡所需要時間越長，所以溫度也不宜太低。催化劑要在一定溫度下效果最好。6/18

綜合以上原因，實(shí)際生產(chǎn)中溫度普通選擇在500℃（主要考慮催化劑活性）左右。

3、用不用催化劑？

使用催化劑能否提升合成氨轉(zhuǎn)化率？使用催化劑對反應(yīng)速率有何影響？

實(shí)際生產(chǎn)中選取鐵為主體多成份催化劑（鐵觸媒），它在500℃時活性較高。7/18

4、濃度怎么定？H2和N2百分比怎么定？

增大反應(yīng)物濃度能夠增大反應(yīng)速率，減小生成物濃度能夠使平衡正向移動。所以能夠用保持一定氮、氫濃度，降低氨氣濃度方法，提升合成氨效率和產(chǎn)量。

實(shí)際生產(chǎn)中處理方法：及時將氣態(tài)氨冷卻液化而分離出去；及時補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃?，使其保持一定濃度?/18

舉例：在合成氨工業(yè)中，為增加氨氣日產(chǎn)量，在實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)過程中與平衡移動無關(guān)是

（A）不停將氨分離出來（B）使用催化劑（C）采取500℃高溫（D）采取20-50Mp壓強(qiáng)9/18二、合成氨工業(yè)介紹：

1、合成氨工業(yè)流程原料氣制取—凈化—壓縮—合成—分離

—液氨

N2H2

原料氣制取N2：液化空氣，蒸發(fā)分離出氮?dú)釮2：用水和燃料在高溫下制取。如：C+H2O（g）CO+H2，CO+H2O（g）CO2+H2

思索：1molC能制取多少氫氣？10/18

2、氨合成：

（1）主要設(shè)備：合成塔

（2）反應(yīng)原理：N2+3H22NH3高溫高壓催化劑

三、構(gòu)想合成氨發(fā)展前景氮固定：把游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮過程。①人工固氮（化學(xué)固氮）：成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。②生物固氮（根瘤菌）：常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高。⑴新型催化劑催化合成⑵化學(xué)模擬生物固氮11/18[課堂練習(xí)]

1、有平衡體系CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0

，為了增加CH3OH產(chǎn)量，應(yīng)該采取辦法是（）。A、高溫、高壓B、適宜溫度、高壓、催化劑

C、低溫、低壓D、高溫、高壓、催化劑B催化劑

2、在硫酸工業(yè)中，經(jīng)過以下反應(yīng)使SO2氧化為SO3：

2SO2+O22SO3△H<0，試回答以下問題：⑴生產(chǎn)過程中經(jīng)常通入過量空氣，你認(rèn)為其原因是什么？⑵實(shí)際生產(chǎn)控制溫度為400℃-500℃，為何？⑶增大壓強(qiáng)對上述反應(yīng)有何影響？工業(yè)上經(jīng)常采取常壓，為何？12/18100atm200atm300atmTN2轉(zhuǎn)化率0300atm200atm100atmTN2轉(zhuǎn)化率0TN2轉(zhuǎn)化率0TN2轉(zhuǎn)化率0100atm200atm300atm100atm200atm300atm3、能正確反應(yīng)出：N2

(g)+3H2

(g)2NH3

(g)△H<0關(guān)系是（）。ABCDD13/184、牙齒表面由一層堅硬、組成為Ca5(PO4)3OH物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在以下平衡：Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-，進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是_________________________，已知Ca5(PO4)3F(固)溶解度比上面礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅固。請用離子方程式表示當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能預(yù)防齲齒原因________________________________________。5、氯化銅溶液為淡藍(lán)色，當(dāng)加入濃鹽酸后，溶液就會變成黃綠色，這種顏色改變是由以下可逆反應(yīng)引發(fā)：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O以下方法能使溶液變成淡藍(lán)色是（）A、加蒸餾水B、加AgNO3溶液C、加NaCl溶液D、加鹽酸AB14/184、答案（1）有機(jī)酸與OH-中和，使平衡向脫礦方向移動。（2）F-+Ca5(PO4)3OHCa5(PO4)3F+OH-5、解析：溶液變成淡藍(lán)色，是因?yàn)槠胶庀蜃笠苿?，移向生成水合銅離子[Cu(H2O)4]2+一方。當(dāng)加水時，既可看做增加了生成物之一水量，又可看做對[Cu(H2O)4]2+和Cl-濃度起降低影響大一方；加入Ag-NO3溶液，Ag++Cl-AgCl↓，使反應(yīng)物一方Cl-濃度在平衡體系中減小，平衡移向濃度減小一方。所以，A、B是正確。答案：A、B15/186、合成氨工業(yè)中，原料氣（N2、H2及少許CO、NH3混合氣）在進(jìn)入合成塔前慣用醋酸二氨合銅（I）溶液來吸收原料氣中CO，其反應(yīng)是：[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO△H<0（1）必須除去原料氣中CO原因是_______。（2）醋酸二氨合銅（I）吸收CO生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是_______。（3）吸收CO后醋酸銅氨溶液經(jīng)過適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)其吸收CO能力以供循環(huán)使用。醋酸銅氨溶液再生生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是______。解析：分析吸收CO反應(yīng)特點(diǎn)：正反應(yīng)是氣體體積縮小放熱反應(yīng)，對于這么一個可逆反應(yīng)，用化學(xué)平衡原理及相關(guān)知識可做以下解答：（1）除CO原因是預(yù)防合成塔中催化劑中毒；（2）吸收CO適宜條件應(yīng)選擇：低溫、高壓；（3）醋酸銅氨再生生產(chǎn)適宜條件是：高溫低壓。16/18謝謝17/18；/小學(xué)數(shù)學(xué)試題網(wǎng)duh50exc樹。作法話，在院子里也夠了吧？何況蘇老太太正要找高人看這兩棵樹。于是張神仙就出現(xiàn)在了兩棵芙蓉樹邊，既沒有捏法訣、也沒有畫符咒，甚至都沒有好好看它們。他眼睛，實(shí)際上一直都在偷偷瞟表屋子?！澳俏葑永?，現(xiàn)在其實(shí)沒有住人。”明遠(yuǎn)不得不對他解釋，帶一點(diǎn)諷刺。張神仙吃驚道：“你認(rèn)為我真連一個屋子有沒有住人都看不出來嗎？”“那你——”“我在看足跡?！睆埳裣珊眯慕忉?。“足跡？”第三十三章夢驚戲臺見神仙（6）“人并不是經(jīng)常能有機(jī)會瞻仰真仙足跡?！睆埳裣筛袊@道，“所以見面也不一定認(rèn)得出來，要好生勘察?！薄斑@么說來，你認(rèn)可自己還不是真仙？”明遠(yuǎn)饒有興致問?！安徽妫矇蚴沽恕Ｎ铱次疫@趟是白來了。”張神仙指著兩棵芙蓉樹大言不慚，“叫你們家老太太別擔(dān)心這兩棵樹了，養(yǎng)著就行了，它們死不了。”“……就這么？”明遠(yuǎn)詫異?！斑€要怎樣？好罷好罷！”張神仙摸著樹枝，嘀咕了一番，似乎是說些什么“不死就活著唄”，“死了還能投胎，怕啥？”“嘿，怕就更得好好活著了！”完了也沒見那樹有什么反應(yīng)。他已經(jīng)志得意滿直起腰來，又舉手把屋子包含在內(nèi)畫個圈兒：“雖不是什么在簿在冊大神仙，也好生養(yǎng)護(hù)著罷，受偏重呢！”明遠(yuǎn)必須問個清楚：“你是說，這房子、這花樹，真有神明，得小心養(yǎng)護(hù)才有好報？怎樣才叫小心養(yǎng)護(hù)？萬一觸怒了有什么惡報么？怎樣會觸怒？”張神仙雙目圓睜，念誦曰：“什么是真？你若信時，萬物有靈，萬物皆佛，舉頭三尺有神明。什么是幻？你若橫時，明槍不礙，暗箭不防，鐵齒銅牙水上漂。咄！拋卻真金烹烈火，挑來蠢雪苦塞井！”念到后頭竟然還唱起來了，明遠(yuǎn)很擔(dān)心他唱到激動處會雙眼上翻叉腿揚(yáng)臂跳起大神來。張神仙突然收聲，疲憊而滿足站了一會兒，向明遠(yuǎn)示意道：“嗯？”明遠(yuǎn)沒反應(yīng)過來：“嗯？”“車馬費(fèi)?！睆埳裣珊Φ?，“我出診一場，總要有個辛勞錢吧？”“你有出診嗎？”明遠(yuǎn)怒了。“你家病人應(yīng)該好了吧。”張神仙閑閑道。果然下人來報：表服了藥，平定下來，劉大夫說，慎重飲食，無