《化学反应条件的优化—工业合成氨》课件2-1.ppt

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1、第2章化学反应的方向、限度与速率第4节化学反应条件的优化——工业合成氨第四节化学反应条件的优化——工业合成氨合成氨反应的限度合成氨反应的速率合成氨的适宜条件合成氨工业生产流程合成氨工业发展现状及前景展望分析：合成氨的反应特点N2+3H22NH3△H<0_____反应正反应为_____反应正反应为气体体积_____的反应反应特点可逆放热减小生产宗旨产品的产率高（生产的多）→化学反应限度问题产品生产周期短（生产的快）→化学反应速率问题（一）合成氨的反应限度请同学们根据合成氨反应的特点，利用影响化学平衡移动的因素，分析什么条件有利于氨生成的多？___温、___压有利于化学平衡正向移动，

2、N2、H2浓度比为_____有利于化学平衡正向移动。高低1：3（二）合成氨反应的速率结合影响反应速率的因素，思考什么条件能使氨生成的快？升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂(三)合成氨的适宜条件的选择据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率？请填写下表生成氨的浓度反应物的浓度催化剂温度压强速率分析平衡分析使NH3生产的快使NH3生产的多外界条件高压高压低温高温使用无影响增大浓度增大浓度减小浓度减小浓度讨论：3、既然增大压强既可提高反应速率,又可提高氨的产量,那么在合成氨工业中压强是否越大越好？4、合成氨中反应物浓度(气体体积比)是如何确定的?2、既然

3、降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好？1、在合成氨工业中要使用催化剂，既然催化剂对化学平衡的移动没有影响，为什么还要使用呢？(四)工业流程造气净化合成氨防催化剂中毒净化压缩合成分离H2:N2（3:1)造气液氨N2和H2循环利用简要流程(五)现状及发展前景永利碱厂上海吴泾化工厂上海吴泾化工厂上海吴泾化工厂是年产30万吨氮肥的大型化肥厂应用结论，解决实际问题研究过程已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0其实验数据见表(1)应选用的温度是______。应采用的压强是______，理由是______________________________

4、______________________________________________________________。450℃常压因为常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大压强，SO2的转化率提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高。1.氨的合成反应，生产中采用的适宜条件是（）。A、低温、高压、适当的催化剂B、高温、常压C、尽可能高温、高压D、适当的温度、适当的高压、适宜催化剂D练一练：2.合成氨中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：（1）醋酸二氨合铜吸收CO的生产适宜条件应是______

5、____。（2）吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收的CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是____________。低温高压[()][()]CuNHAcCONHCuNHAc•CO32333++(放热反应)高温低压原料气的制备1、氮气氮气氧气2、氢气煤、石油、天然气、石脑油等CO+H2O（气）CO2+H2蒸发空气液化燃烧炭CO2N2除CO2N2水煤气法原料C+H2O（气）CO+H2与氧反应氢氮比平衡时NH3含量请你根据下表所给的数据分析催化剂对合成氨反应速率的影响：催化剂对合成氨反应速率的影响条件△E/KJ/molK(催)/k(无)无催化剂

6、3353.4×1012(100k)使用Fe催化剂167使用催化剂可使合成氨反应的速率提高上万亿倍。铁的催化剂能力实验表明，在特定条件下，合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为ν=κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)增大N2`H2浓度,将氨及时从混合气中分离出去