《化学反应条件的优化—工业合成氨》课件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—工业合成氨课标点击课前导读知识解惑栏目链接1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡移动原理分析合成氨的适宜条件。2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异。3.通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用。课标点击课前导读知识解惑栏目链接课标点击课前导读知识解惑栏目链接一、合成氨反应的限度体积减小减小减小放热课标点击课前导读知识解惑栏目链接1．合成氨工业生产中，为什么

2、采用未转化的合成气循环使用？思考应用课标点击课前导读知识解惑栏目链接答案：合成氨反应中，反应物的转化率并不高，如果让N2和H2的混合气体只一次通过合成塔起反应是很不经济的，应将分离液氨后的未转化的合成气进行循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度，有利于合成氨反应的进行。思考应用课标点击课前导读知识解惑栏目链接二、合成氨反应的速率增大课标点击课前导读知识解惑栏目链接三、合成氨的适宜条件1．合成氨反应条件的选择工业生产中，必须从________和________两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽

3、量增大反应物的________充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的________，同时还要考虑设备的要求和技术条件。2．合成氨的适宜条件反应速率反应限度转化率产量课标点击课前导读知识解惑栏目链接反应条件压强温度催化剂浓度1×107～1×108Pa700K左右铁触媒(1)N2与H2的投料比为1∶2.8(2)使气态NH3变成液态NH3并及时从平衡混合物中分离出去，并及时补充N2和H2课标点击课前导读知识解惑栏目链接课标点击课前导读知识解惑栏目链接思考应用2．合成氨工业生产中，为什么采取700K左右

4、的温度？答案：在这个温度时，催化剂活性最大，反应速率也就大，从而可以提高合成NH3的经济效益。1．下列关于工业合成氨的叙述中，错误的是(　　)A．在动力、设备、材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行B．温度越高越有利于工业合成氨C．在工业合成氨中，N2、H2的循环利用可提高其利用率，降低成本D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动课标点击课前导读知识解惑栏目链接活学活用解析：合成氨的反应为放热反应，温度越高，NH3的产率越低，温度太高会影响催化剂的催化效果。答案：B课标点击课前导读知识解惑栏目链

5、接活学活用2．合成氨反应达到平衡时NH3的体积分数与温度、压强的关系如右图所示，根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是(　　)课标点击课前导读知识解惑栏目链接活学活用A．提高分离技术B．研制耐高温的合成塔C．研制低温催化剂D．探索不用N2和H2合成氨的新途径课标点击课前导读知识解惑栏目链接活学活用解析：由题图可知：NH3%随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3%，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒活性最高时的温度为500℃，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。答案：C课标点击课前导读知识解惑栏目链接活学

6、活用课标点击课前导读知识解惑栏目链接知识点1合成氨反应的限度课标点击课前导读知识解惑栏目链接课标点击课前导读知识解惑栏目链接课标点击课前导读知识解惑栏目链接解析：本题考查浓度对化学平衡的影响。在恒温、恒压时，向平衡体系中加入NH3，体系体积增大，由于加入的物质是生成物，实际上是等于减少了反应物的浓度(反应物的体积变大，而物质的量没变)，此时，正反应速率小于逆反应速率，平衡向左移，故A将发生移动。在恒温、恒容时，充入N2使容器内压强增大。由于整个体系的体积不变，所以加入N2后，反应物N2的浓度增大，所以平衡向右移动

7、。故B发生移动。在恒温、恒压时，加入He，使整个体系做等压膨胀，体积变大，He虽然不参与化学反应，但由于体积的膨胀，而课标点击课前导读知识解惑栏目链接课标点击课前导读知识解惑栏目链接课标点击课前导读知识解惑栏目链接变式训练解析：本题旨在考查影响化学平衡的外界因素的应用与分析。题目要求增大合成氨反应中氢气的转化率，就是在不增加氢气的情况下，改变合成氨反应的其他条件，使更多的氢气转化为氨。从化学平衡分析也就是使平衡向正反应方向移动。先分析温度的影响，合成氨是放热反应，从理论上分析应捎镁】赡艿偷奈露龋∠A、C中升高温

8、度是错误的。合成氨反应前后都是气体物质，反应前气体体积比反应后气体体积更大，所以增大压强会使平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，选项A是错误的，其他选项中增大课标点击课前导读知识解惑栏目链接变式训练压强是正确的。有关浓度的影响，增大反应物浓度或减小生成物浓度，会使平衡向正反应方向移动，在合成氨反应中增加氮气和减少(分离出)氨可以使反应向正方向移动。加入催化剂