合成氨反应2011.ppt

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1、第四节化学反应条件的优化—工业合成氨康成中学臧贻玲课前预习答案一、ΔH-TΔS=－33.1KJ·mol-1<0,能；放；减小；减小；降低；增大；1：3。二、N2和H2；升高；增大；加入。三、预习检测：DACBA提高反应的平衡转化率提高化学反应速率低温有利；热量回收，综合利用使用催化剂加压有利，反应器材质要求高升高温度未参与反应的原料气应循环使用增加原料气浓度及时将氨气移走学习目标：1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡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

2、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。预习点拨1.合成氨反应的特点2.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3.合成氨的工业流程合成塔氨分离器液氨水冷器循环气体压缩机循环压缩机氢氮混合气合成氨流程简图原料气制取净化压缩合成分离液氨（造气）（净化

3、）（合成氨）合成氨适宜条件催化剂____________温度____________根据设备动力选择压强________________N2、H2投料比______及时分离________铁触媒700K左右中压：2×107~3×107Pa1:2.8氨气探究工业合成氨反应的适宜条件是什么？问题探究【思考并讨论下列问题】1.压强越大速率越大，平衡转化率越高，工业上为什么不采用更高的压强？2.工业合成氨中为什么选用700K左右的温度？3.工业合成氨中把氨气从混合气中分离出去的目的是什么？怎样分离？4.合成氨厂出口

4、中氨含量一般为13%-14%工业生产中采取怎样措施提高N2、H2的转化率的？压强越大，所需动力越大，对设备的要求越高，经济效益越低该温度下催化剂的活性最大，反应速率最快①提高N2、H2的转化率②加快反应速率液化之后分离液化分离出NH3后将混合气循环操作重新进入合成塔讨论总结：结合工业合成氨反应条件的选择思考工业生产中条件的选择应综合考虑哪些因素？1.应该寻找以较高的反应速率获得适当平衡转化率的反应条件2.经济效益：如对耐高温设备所需材料的要求,原料的价格，未转化合成气（N2和H2）的循环利用，反应热的综合利

5、用等3.符合绿色化学理念，即注意环境保护，反应物利用率接近百分之百整理学案完成例题1.2例1.C例题2在硫酸的工业生产中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2+O22SO3；△H<0。其实验数据见下表应采用的压强是______，理由是________________________________________________________________________________________(1)应选用的温度是______。450℃1.01x105Pa(常压)因为常压下SO2的转化率已

6、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。（3）在生产中常用过量空气的原因是什么？提高SO2的转化率变式训练：（2011山东高考28选编）（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。例题3.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的体积占25

7、%,若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的之比是()ABCDA完成当堂检测DDDC作业：1.完成拓展学案2.完成课本P71练习题思考下列问题：1.影响反应速率的因素有哪些？2.影响化学平衡移动的条件有哪些？3.合成氨反应的适宜条件是什么？4.什么是氮的固定？有哪些类型？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．在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列变化过程不能使平

8、衡向右移动的是（   ）（A）不断将NH3分离出来（B）使用催化剂（C）采用700K左右的高温（D）采用2×107～5×107Pa的压强练一练：BC3、合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：CO(g)+H2O（g）CO2(g)+H2(g)（正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率的是（）A、增大压强B、降低温度C、增大水蒸气浓度D、增大CO浓度练一练：BC4、在合成氨时，可以提高H2转化率