工业合成氨

第二章化学反应的方向、限度与速率

第四节化学反应条件的优化----工业合成氨

制作：贾爱军审核：陈霞

【学习目标】

1.理解如何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。

2.了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。

3.使学生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

【知识链接】化学反应速率和化学平衡知识。

【知识梳理】

1.阅读教材65页“交流研讨”

写出合成氨反应的化学方程式，该反应的特点是

，试计算在常温下该反应能否自发进行。

2.阅读教材66页，从化学平衡角度分析，为了提高反应的限度可以采取的措施：

浓度；温度；压强。

3.阅读66---67页，从化学反应速率角度分析，为加快反应速率可以采取的措施：

浓度；温度；压强；催化剂。

4.阅读67---68页完成以下问题：

①选择生产条件的依据是

3、生产过程简介（自读了解）

【巩固练习】

1、在合成氨工业中，为增加氨的日产量，下列变化过程中不能使平衡向右移动的是（）

A、不断将氨分离出来

B、使用催化剂

C、采用5000C左右的温度

D、采用2×107～5×107Pa的压强

2、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

3、关于氨的合成工业的下列说法正确的是（）

A、从合成塔出来的气体，其中氨一般占13﹪～14﹪，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20MPa～50MPa ，是因该条件下催化剂的活性最好

4、下列反应达到平衡时，哪种条件下生成物的含量最高：X

2(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

5、已知3H 2(g)+N2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下面用v表示化学反应速率。（1）增大N2的浓度，v（正）将，N2的转化率将。

（2）升高温度，v（正）将，平衡将向移动。

（3）在压强不变的情况下，通入氦气，平衡将向移动，N2的浓度将。

（4）工业上合成氨，常选择500℃，20MPa～50MPa的外界条件，并加入催化剂，还将产物，分离出氨，并循环使用未反应的N2和H2。

【巩固练习】

1、某温度下，可逆反应A(g)+3B（g）2C(g)达到平衡状态的标志是（）

A、C生成的速率与C分解的速率相等

B、A、B、C的浓度相等

C、单位时间内，生成n mol A，同时生成3n mol B

D、A、B、C的分子数之比为1：3：2

2、在2A + B 3C + 4D中，表示该反应速率最快的是（）

A. υ(A) = 0.5mol·L－1·s－1

B. υ(B) = 0.3 mol·L－1·s－1

C. υ(C) = 0.8mol·L－1·s－1

D. υ(D)= 1 mol·L－1·s－1

3、在N2+3H22NH3的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法正确的是（）

A．正反应速率增大B．平衡向逆反应方向移动

C．正反应速率大于逆反应速率D．逆反应速率先变小后变大

4、可逆反应：N2+3H22NH3的正、逆反应速度可用各反应物或生成物浓度变化来表示。下列各关系中能说明反应已经达到化学平衡的是（）

A．v正（N2）=3v逆（H2）B．v正（N2）=v逆（NH3）

C．2v正（H2）=3v逆（NH3）D．v正（N2）=3v逆（H2）

5、二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) N2O4(g)+Q 在测定NO2的相对分子质量时，应尽可能的提高NO2的含量，下列条件中较为适宜的是（）

A. 温度130℃、压强3.03×105Pa

B. 温度25℃、压强1.01×105Pa

C.温度130℃、压强5.05×104Pa

D. 温度0℃、压强5.05×104Pa

6、在一固定容积的容闭容器中，加入2 L X 和3 L Y 气体，发生如下反应：

n X(g) + 3Y(g) 2Z(g) + R(g)，反应平衡时，则知X 和Y 的转化率分别为60%和60%，则化学方程式中的n 值为（）

A、1

B、2

C、3

D、4

7、把3molA和2.5molB混合盛入容积为2L的容器内，使它们发生反应：3A（气）+B （气）xC（气）+2D（气）经过5min后达到平衡生成1mol D , 测得C的平均生成速率为0.10mol·L-1·min-1 。下列叙述正确的是（）

A、A的平均消耗速率为0.32mol·L-1·min-1

B、B的转化率为80%

C、x的值为2

D、B的平衡浓度为2mol·L-1

8、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)+yB(g) zC(g)；正反应放热，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·L－1；当恒温下将密闭容器的容积扩大至两倍并再次达到平衡时，测得A的浓度为0.3mol·L－1。则下列叙述正确的是（）

A．平衡向右移动B．x+y>z C．B的转化率提高D．C的体积分数增加

9、已建立平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是（）

（1）生成物的体积分数一定增加（2）生成物的产量一定增加（3）反应物的转化率