鲁科版高中化学选修四课件工业合成氨.pptx

H2转化率=
1.5×3 18
×100%=25%
5、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%,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( A )
A1
5
B1
4
C1
3
D1
2
6、 工业上用以合成氨的原料之一——氢
气，有一种来源是取自石油气。有人设计
2、请你尝试为合成氨选择适宜条件
合 成
催化剂__铁__________ 温度__7_0_0__K_左__右___
氨 适 宜
根据设备动力选择压强
_1_×__1_0_7_~__1_×___1_0_8_Pa
条 件
及N2时、分H2离投_料_氨_比_气__1__:__2__.8__
如何制得原料气？
制氮气:
2、氨的合成反应，生产中采用的适 宜条件是（ D ）。
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
3．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（ BC ） （A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂
（C）采用700K左右的高温
N2:H2
二、合成氨反应的速率
交流·研讨 (P66)
1、升高温ห้องสมุดไป่ตู้、增大压强 增大反应物浓度、使用催化剂
2、增大N2 、H2浓度,将氨及时 从混合气中分离出去
3、使用催化剂可以使合成氨 的速率提高上万亿倍
三、合成氨的适宜条件
1、请填写下表
外界条件
压强 温度 催化剂 反应物的浓度 生成氨的浓度
使NH3生产多 平衡分析
_低__温、_高__压有利于化学平衡正向移动， N2、H2浓度比为_1_：__3_有利于原料充分反应， 从而提高氨的产率。
讨论：能否用过量氮气提高氢气转
NH3% 化率？工业合成氨是否采用此方法？
实验表明：适当提高氮气比例为1:2.8，有利于合成氨 0.6 0.5 0.4
0.3
0.2
0.1
1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6
了以下反应途径，假设反应都能进行，你
C 认为最合理的是（
）
A. C3H8
高高温温脱C氢+H2
B. C3H8
C3H6+H2
C. C3H8+H2O 催化剂 CO+H2
D. C3H8+O2
CO2+H2O
H2O 电解 H2+O2
课堂练习
1、关于氨的合成工业的下列说法正确的是 （ B） (A)从合成塔出来的气体，其中氨一般占 15%，所以生产氨的工业的效率都很低 (B)由于NH3易液化，N2、H2可循环使用， 则总的说来氨的产率很高 (C)合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左 右，目的是使平衡向正反应方向进行 (D)合成氨工业采用20 MPa ---- 50MPa ， 是因该条件下催化剂的活性最好
高压
低温 无影响 增大浓度 减小浓度
使NH3生产快 速率分析
高压 高温 使用
增大浓度 减小浓度
讨论：
1、既然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？
2、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？
3、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？
（D）采用2×107～5×107Pa的压强
4、在合成氨反应中，入口气体体积比 N2:H2:NH3为6:18:1，出口气体体积比
为 9:27:8，则H2的转化率为__2_5_%____
N2+3H2
2NH3
起始 6 18
变化 X 3X
平衡 6-X 18-3X
1 2X 1+2X
(6-X) : (1+2X)=9:8 X=1.5
高中化学课件
金戈铁骑整理敬请各位同仁批评指正共同进步
联想·质疑 （ P65）
化学热 力学
化学动 力学
化学反应 的方向
化学反应 的限度
合成氨反 应能否自 发进行
怎样能促 使化学平 衡向合成 氨方向移 动
化学反应 的速率
怎样能 提高合 成氨反 应速率
化学工艺学
适
宜
的
工
合
艺
成
流
氨
程
条
件
高压对设备材质、 加工制造的要求、温度 对催化剂活性的影响等
要考虑：经济效益与社会效益
交流·研讨（P65） 请根据正反应的焓变和熵变分析在
298K下合成氨反应能否自发进行？
分析：合成氨的反应特点
N2+3H2
2NH3
反 _可_逆___反应
应 特
正反应为_放__热__反应
点 正反应为气体体积_减__小__的反应
一、合成氨反应的限度
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 利于提高氨的产率？
压缩 液态空气 蒸发 N2(先逸出) 物理方法
空气
碳
制氢气:
CO2(+N2) 分离出CO2 N2
天然气或 石油产品
化学方法
水蒸气炽热碳CO+H2 H2O(气)CO2+H2 分离出CO2 H2
CC(OS()g+)H+H2O2O(g()g)高催温化C剂OC(Og)2+(gH)+2(Hg)2(g)
CH4 + H2O = CO + 3H2
例已知2SO2(g)+O2(g)2SO3 (g) △H＜0其实验数
据见表
(1) 应选用的温度是_4_5_0_℃__。 (2)应采用的压强是_常__压___，理由是因__为__常__压__下_S__O2 _的__转_化__率__已__经__很_高__，__若__采__用_较__大__压__强__，_S__O_2_的_转__化__率__ 提高__很__少__，_但__需__要__的__动_力__更__大__，__对_设__备__的__要__求_更__高__。_。