高二化学合成氨条件的选择知识精讲 人教版

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1、高二化学合成氨条件的选择知识精讲人教版一.本周教学内容合成氨条件的选择二.重点、难点1.使学生理解合成氨的化学原理，并能应用化学反应速率和化学平衡理论，选择合成氨的适宜条件，从而培养学生分析问题和解决问题的能力。2.了解合成氨工业生产的主要流程。3.向学生介绍我国解放后合成氨工业的发展情况，对学生进行爱国主义教育。三.具体内容自学提纲：1.影响化学反应速率的因素有哪些？是如何影响的？2.影响化学平衡的条件有哪些？是如何影响的？3.应用化学平衡原理分析，要制得更多的氨，可以采用哪些措施？（一）原理  1体积  3体积        2体积（正反应放热）合成氨反应分析角度反应要求外界条件使氨生成得

2、快（从化学反应速率分析）使氨生成得多（从化学平衡分析）压强（高压）（高压）温度（高温）（低温）是否要用催化剂（使用）（不影响）唯物辩证法告诉我们：一切从实际出发，要全面地分析问题．综合考虑化学反应速率和化学平衡移动的条件，再根据工业生产的特点和实际需要，才能正确地选择合成氨工业的适宜条件。（二）适宜条件的选择1.压强。增大压强，有利于的合成，但在实际生产中，压强不可能无限制的增大，因为压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，势必增大生产成本，降低综合经济效益。因此，受动力、材料、设备等条件的限制，目前我国合成氨厂一般采用的压强是～。2.温度。合成氨为放热反应，低温有利于氨

3、的生成。但是温度越低，反应速率就慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是很不经济的。综合考虑各种因素，在实际生产上，采用500℃的温度，此时催化剂的活性最大。3.催化剂。由于分子非常稳定，与的化合十分困难，即使采用了加热与高压的条件，合成氨的反应还是十分缓慢。为了加快化合反应速率，降低反应所需要的能量，合成氨工业普遍使用铁触媒作催化剂。合成氨的化学反应原理可以用以下化学方程式表示：（三）生产过程简介1.原料气的制备：N2来自空气H2：原料：空气、水和燃料据反应条件，使用合适的催化剂——防止催化剂“中毒”——原料气要净化．高压生产——氮、氢混合气要用压缩机压缩到高压。

4、2.氨的合成：氮、氢混合气经过净化压缩以后进入合成塔。合成塔生产的特点和条件：　　①高压　　②发生在催化剂存在下的放热反应　　③适当的温度　　为了符合这些条件，合成塔的构造应该：　　①有耐高压的厚壁　　②有能够安放厚层触媒的设备（接触室）　　③塔壳外用绝热材料包裹，塔内有进行热交换的设备（热交换器）展示挂图（一种合成塔的内部构造示意图）依次看氨合成塔的部构造模型。3.氨的分离在实际生产中，不断补充、（增大反应物浓度），采取迅速冷却的方法（减小生成物浓度），使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使化学平衡不断地向着生成的方向移动。利用氨易液化的性质，将混合气体降温，使氨液化。工业上让

5、混合气通过冷凝器，使氨液化，然后在气体分离器里把液态氨分离出来，导入液氨贮罐。经气体分离器出来的气体，通过循环压缩机，再送到合成塔里。使没有起反应的物质从反应后的生成物里分离出来，并重新回到反应器里去，这种工艺过程叫做循环操作过程。归纳合成氨的简要流程（四）化学模拟生物固氮氮的固定：将游离态的氮转化为化合态氮的过程叫氮的固定。1.人工合成氨：化学固氮法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。2.根瘤菌，生物固氮。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。【典型例题】[例1]下列事实不能用勒沙特列原理解释

6、的是（）A.加入催化剂有利于合成氨的反应B.高压有利于合成氨的反应C.500℃有利于合成氨的反应D.将混合气体中的氨气液化有利于合成氨反应答案：AC解析：合成氨的反应是一个气体体积缩小的放热反应，加压能使平衡向生成氨的方向移动，升温不利于生成氨，但能使催化剂活性大，提高反应速率；将氨液化降低氨气浓度，平衡向生成氨气方向移动；催化剂只能提高反应速率，缩短达到平衡的时间。[例2]在一定条件下，合成氨反应到达平衡状态，此时，再进行如下操作，平衡不发生移动的是（）A.恒温、恒压时，充入NH3B.恒温、恒容时，充入N2C.恒温、恒压时，充入HeD.恒温、恒容时，充入He解析：在一定温度下，向平衡混合气体

7、中加入不参与反应的气体，若体积未改变，则对平衡无影响；若体积增大，则对平衡有影响，其影响情况与不加入该气体而增大体积时对平衡的影响情况相同。　　同时改变影响平衡的两个条件时，为使平衡移动情况变得有规律可循，一般需要设计另外一条到达同一平衡状态的途径，即先只改变其中一个条件，再改变另一个条件。　　该题需应用平衡移动原理对题给选项逐项分析。A项，充入NH3会改变NH3的浓度，对平衡有影响；为保持恒压，