合成氨条件选择.ppt

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1、化学反应条件的优化—工业合成氨教学目标：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，体验实际生产的选择与理论分析的差异;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。教学重点、难点：应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件要实现合成氨的工业化生产，必须从化学热力学和化学动力学两个方面选择合成氨的反应条件一、合成氨反应的特点：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)⊿H＝-92.4kJ/mol(1体积)(3体积)(2体积)1、可逆反应2、正反应气体

2、体积缩小3、正反应是放热反应4、熵减小的反应不同条件下平衡混合气中氨的含量(体积分数)(原料其中N2和H2的体积比是1:3)31.457.579.892.698.81×108Pa23.142.265.284.295.46×107Pa9.119.138.264.286.42×107Pa4.510.625.152.081.51×107Pa13.826.447.071.089.93×107Pa0.050.10.42.215.31×105Pa4000C6000C5000C3000C2000C压强氨含量温度讨论：能否用过量氮气提高氢气转化率？工业合成氨是否采用此方

3、法？1:11:21:31:41:51:60.10.20.30.40.50.6NH3%使氨生产快（速率分析）使氨生成多(平衡分析）压强温度催化剂二、选择适宜生产条件的原则：(1)既要注意外界条件对二者影响一致性,又要注意对二者影响的矛盾性。(2)既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性,又要注意催化剂的活性对温度的限制。三、适宜条件:(速率较快,转化率适中，催化剂活性最大)1、温度:700K2、压强:2×107～5×107Pa（200～500atm）(有利于氨的合成,对动力、材料强度、设备制造要求适中)3、催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂)使反应物在

4、较低温度下较快的进行反应。4、浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来，且向循环气中不断补充N2、H2（1:2.8)。例1、能使合成氨反应进行程度增大的方法是（）A、升高温度B、降低压强C、使用催化剂D、及时分离出氨气例2、一定温度下，向一个容积为2升的事先加入催化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3molH2，3min后测得容器的压强是起始压强的0.9倍，在此时间内，用H2的量的变化来表示该反应的平均速率是（）A、0.2mol.L-1.min-1B、0.6mol.L-1.min-1C、0.1mol.L-1.min-1D、0.3mol.L-1.min-1

5、四、合成氨工业简述：1、主要流程：原料气制取净化压缩合成分离液氨2、原料气制取：液态空气→N2(先逸出)物理方法蒸发制氮气:制氢气:水蒸气CO+H2CO2+H2H2炽热碳H2O(气)分离出CO2C(S)+H2O(g)CO(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)练一练：1．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2、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)

6、+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3、在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（）(A)延长反应时间(B)充入过量H2(C)充入过量N2(D)升高温度4.下列反应达到平衡时，哪种条件下生成物的含量最高：X2(g)+2Y2(g)X2Y4(g)（正反应为放热反应）()A.高温高压B.低温低压C.高温低压D.高压低温下课了，同学们再见！