合成氨条件的选择

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高二化学教案合成氨条件的选择(精选3篇)

高二化学教案合成氨条件的选择（精选3篇）1. 教案题目：合成氨的条件选择教学目标：1. 了解合成氨的条件选择；2. 掌握合成氨的压力、温度和催化剂选择的原则；3. 能够描述合成氨过程的化学方程式。

教学步骤：Step 1：引入话题老师向学生介绍合成氨的重要性和广泛应用，并提出探究合成氨条件选择的问题。

Step 2：合成氨的条件选择教师引导学生思考合成氨的条件选择，即压力、温度和催化剂的选择。

压力选择：1. 学生开始选择高压合成氨的原因，并写下自己的观点；2. 老师展示屏幕上的P-T图，解释高压条件下合成氨的优势；3. 学生将自己的观点进行修正，添加新的想法。

温度选择：1. 学生开始选择较低温度合成氨的原因；2. 老师展示屏幕上的热力学数据，解释较低温度条件下合成氨的优势；3. 学生根据新的信息修改自己的观点。

催化剂选择：1. 学生介绍已知的合成氨催化剂；2. 老师展示屏幕上的催化剂活性图，解释不同催化剂的选择；3. 学生总结合成氨催化剂的特点。

Step 3：实验演示老师进行合成氨实验的演示，并解释实验中的条件选择。

Step 4：化学方程式学生根据已学知识，尝试书写合成氨的化学方程式，并与教师和其他同学进行讨论和修正。

Step 5：小结老师总结合成氨的条件选择，并提醒学生合理选择条件。

补充：老师可以适时引用具体的实例，如哈伯-博什过程和莫奥斯过程，来加强学生对条件选择的理解。

2. 教案题目：合成氨的条件选择教学目标：1. 了解合成氨的条件选择；2. 掌握合成氨的压力、温度和催化剂选择的原则；3. 能够描述合成氨过程的化学方程式。

教学步骤：Step 1：引入话题老师向学生介绍合成氨的重要性和广泛应用，并提出探究合成氨条件选择的问题。

Step 2：合成氨的条件选择教师让学生分组讨论合成氨的条件选择，即压力、温度和催化剂的选择。

压力选择：1. 学生分组进行讨论，总结高压合成氨的原因和优势；2. 各组派代表介绍自己的讨论结果，其他组进行补充和讨论；3. 教师总结高压合成氨的优势。

合成氨条件的选择

学科：化学教学内容：合成氨条件的选择【基础知识精讲】1.合成氨反应的理论应用合成氨反应原理：N2+3H22NH3(正反应为放热反应)反应特点是：①可逆反应；②气体总体积缩小的反应；③正反应为放热反应.根据上述反应特点，从理论上分析：(1)使氨生成得快的措施(从反应速率考虑)：①增大反应物的浓度；②升高温度；③加大压强；④使用催化剂.(2)使氨生成得多的措施(从平衡移动考虑)：①增大反应物的浓度同时减小生成物的浓度；②降低温度；③增大压强.2.合成氨条件的选择在实际生产中，既要考虑氨的产量，又要考虑生产效率和经济效益，综合以上两方面的措施，得出合成氨的适宜条件的选择：浓度：一般采用N2和H2的体积比1∶3，同时增大浓度，不加大某种反应物的浓度，这是因为合成氨生产的原料气要循环使用.按1∶3循环的气体体积比，仍会保持1∶3.温度：合成氨是放热反应，降低温度虽有利于平衡向正反应方向移动，但温度过低，反应速率过慢，所以温度不宜太低，在500℃左右为宜，而且此温度也是催化剂的活性温度范围.压强：合成氨是体积缩小的可逆反应，所以压强增大，有利于氨的合成，但压强过高时，对设备的要求也就很高，制造设备的成本就高，而且所需的动力也越大，应选择适当的压强，一般采用2×107Pa～5×107Pa.催化剂：用铁触媒作催化剂，能加快反应速率，缩短达到平衡时间.可将合成氨的适宜条件归纳为：①增大氨气、氢气的浓度，及时将生成的氨分离出来；②温度为500℃左右；③压强为2×107Pa～5×107Pa；④铁触媒作催化剂.3.合成氨的工业简述合成氨工业的简要流程图：(1)原料气的制取.N2：将空气液化、蒸发分离出N2，或将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2.H2：用水和焦炭(或煤、石油、天然气等)在高温下制取，如(2)制得的N 2、H 2需净化、除杂，再用压缩机压缩至高压.因为若有杂质存在可使催化剂失去催化作用，也称使催化剂“中毒”.(3)在适宜条件下，在氨合成塔中进行合成.(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将未反应的H 2、N 2循环送入合成塔，使其充分利用.【重点难点解析】重点：理解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.难点：根据各种影响反应进行的因素选取反应综合条件.1.巧用假设，灵活解题例如：密闭容器中，N 2+3H 2 2NH 3在500℃时达到平衡，问：(1)将H 2、NH 3的浓度同时增大1倍，平衡如何移动?(2)将N 2、NH 3的浓度同时增大1倍，平衡如何移动?分析：浓度的改变是反应物和生成物部分发生而改变，因而平衡的移动就较难判断.而巧用假设就较易解答.(1)将不变浓度的N 2视为液体(常数)，将浓度改变的H 2、NH 3视为气体，得出等效平衡N 2(l)+3H 2(g) 2NH 3(g)，将H 2、NH 3浓度同时增大1倍，相当于上述等效平衡压强增大到原来的2倍，所以等效平衡向正反应方向移动，原平衡同向移动.也可利用平衡常数K 来判断.(2)同理分析可得，平衡向逆方向移动.又例如，平衡反应2NO 2N 2O 4在体积不变的密闭容器中进行，在其它条件不变时，若向容器中分别增加NO 2和N 2O 4，][][422O N NO 的比值如何变化? 分析：先运用上节所介绍的等效假设，增加NO 2或N 2O 4时，压强不变，平衡时比值不变.再压缩时，假设平衡不移动，比值也不变.现实际上平衡右移，所以，无论是增加NO 2还是增加N 2O 4，都有][][422O N NO 比值减小. 2.如何选择适宜条件，使平衡向有利的方向移动?应从以下几方面观察考虑：①反应前后气体物质的计量数；②反应热情况；③反应速率；④转化率(增加廉价物质的量，提高价格贵重原料的利用率)例如，在硫酸工业中，通过下列反应使SO 2转化为SO 3：2SO 2+O 22SO 3(正反应放热)已知常压下平衡混合气体中SO 3体积分数为91%，试回答：(1)生产中常用过量的空气是为了；(2)加热到400°～500°是由于；(3)压强采用，原因是；(4)尾气中的SO 2必须回收，是为了 .此题根据题示信息和以上提出的要考虑的几个方面，不难分析作答.3.反应物用量的改变对平衡转化率的影响若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g)，增加A 的量，平衡向正反应方向移动，但该反应物A 的转化率的变化与气体物质的系数有关.(1)若a=b+c ，A 的转化率不变；(2)若a ＞b+c ，A 的转化率增大；(3)若a ＜b+c ，A 的转化率减小.若反应物不止一种时，如：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)(1)若只增加A 的量，平衡正向移动，而A 的转化率减小，B 的转化率增大.(2)若按原比例同倍数地增加反应物A 和B 的量，则平衡向正反应方向移动.而反应物转化率与气体反应系数有关.如a+b=c+d ，A 、B 转化率都不变；如a+b ＜c+d ，A 、B 转化率都减小；如a+b ＞c+d ，A 、B 转化率都增大.4.如何正确区别转化率与物质所占百分含量的关系?例题：如下图所示，是表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响：L(固)+G(气) 2R(气)(正反应为吸热反应)在图中，Y 轴是指( )A.平衡混合气中G 的百分含量B.平衡混合气中R 的百分含量C.G 的转化率D.L 的转化率分析：根据题中给出的反应式可知，该反应是一个气体体积增大的吸热反应.根据图形曲线可知，Y 所指的量应该是：“随温度的升高而减小”以及“随压强的增大而增大”者，应由此来判断符合题意的选项.升温使题中的平衡反应右移，所以R%增大，G%减少，L 和G 的转化率都增高，故只有选项A 符合要求.增大压强，使平衡左移，R%减少，G%增大，也是A 符合要求，所以Y 轴是指平衡混合气体中G 的百分含量.本题答案：A【难题巧解点拨】例1：在一定温度、压强和催化剂存在时，把N 2和H 2按1∶3体积比混合，当反应达到平衡时，混合气中NH 3的体积分数为25%，求N 2的转化率.分析：此题可用常规三行式解法，也可用差量法求解.这里，用整体思维方法求解. 设平衡时混合气为100体积，显然NH 3为25体积.由于N 2和H 2的混合比正好为化学计量数之比，1∶3投料，1∶3转化，转化率也应相同.列式分析如下：N 2+3H 32NH 3平衡时 75 25起始时 75+50 0转化率：αN2=αH2=12550×100%=40% 同学们可用其它解法予以对照.例2：(高考科研题)在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH 3的体积分数为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比值是( )A.1/5B.1/4C.1/3D.1/2分析：设起始时H 2为amol ，N 2为bmol ，平衡时NH 3为xmol ，则3H 2 + N 2 2NH 3起始时 a b 0平衡后 a-3x/2 b-x/2 x因为，在相同条件下，气体的物质的量之比等于体积比据题意可得方程：xx b x a x +-+-)2/()2/3(=25%.化简得 b a x +=1/5，故正确答案为A.评析：本题是一道简单的计算题，关键是根据题意列出方程，但必须注意，题目并未规定n(H 2)∶n(N 2)=3∶1，且反应是可逆的.否则，就会导致错选D.另解：利用例1的解题思想，这里无论起始投入按何种比例，仍可设平衡时总体积为100L ，则NH 3为25L ，H 2和N 2共75L.按反应化学计量数关系，反应前原反应物体积应为(75+50)L ，反应后缩小的体积为(125-100)L ，所求比值为(125-100)∶125＝51. 例3：工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素.已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H 2和CO 2，H 2是合成氨的原料，CO 2供合成尿素用.若从充分利用原料的角度考虑，选用 (填序号)物质作原料较好.A.COB.石脑油(C 5H 12、C 6H 14)C.CH 4D.焦炭作出这种选择的依据是 .(杭州市联考试题)分析：根据反应：N 2+3H 22NH 3，CO 2+2NH 3CO(NH 2)2+H 2O ，若要充分利用原料，显然要求原料与水反应产生的H 2和CO 2物质的量之比等于或接近于3∶1时，上述反应趋于恰好反应，原料得以充分利用.根据题示信息：C+2H 2O ＝CO 2+2H 2(2∶1)，CO+H 2O ＝CO 2+H 2(1∶1)CH 4+2H 2O ＝CO 2+4H 2(4∶1)，C 5H 12+10H 2O ＝5CO 2+16H 2(3.2∶1)，故石脑油的利用率最高，答案为B.评析：若要求充分利用原料，通常有两种途径：(1)所投入的原料物质的量之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，使原料恰好反应；(2)增加廉价物质的量，使价格贵重物质充分利用，亦即提高价格贵重的原料利用率.【典型热点考题】例1：在氮气、氢气合成氨的合成塔中，进入的气体按N 2与H 2体积比为1∶3，塔中的压强为1.62×107Pa ，又知从塔中出来的气体中，NH 3占25%(体积百分组成).求：(1)从合成塔出来的混合气体中，N 2和H 2的体积百分组成.(2)合成塔出来气体的压强.分析： (1)N 2+3H 22NH 3反应中N 2与H 2的体积比(同于物质的量之比)和原料混合气体中的比值相同，故从塔中出来的气体中N 2∶H 2仍为1∶3.即V(N 2)=(1-25%)×41×100%=18.75% V(H 2)=(1-25%)×43×100%=56.25%(2) N 2 + 3H 22NH 3 起始(mol) 1 30 平衡(mol) 1-x 3-3x 2xxx x x 2)33()1(2+-+-×100%=25%，x=0.4 即 1-x=0.6,3-3x=1.8,2x=0.8∴ n 2=3.2mol ，而n 1=4molT 不变时 p 1∶p 2=n 1∶n 2则p 2=p 1·12n n =1.62×107×42.3=1.30×107(Pa). 评析：巧用原料气配比和反应进行特点以及阿伏加德罗定律解题.此题属合成氨工业生产基本的理论计算.例2：(1997年全国高考题)把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后反应达到如下平衡：Ca(OH)2Ca 2++2OH -加入以下溶液，可使Ca(OH)2减少的是( )A.Na 2S 溶液B.AlCl 3溶液C.NaOH 溶液D.CaCl 2溶液分析：要使Ca(OH)2的量减少，需使平衡Ca(OH)2(固) Ca 2++2OH -向右移动，而减少Ca 2+的浓度或OH -的浓度可使平衡右移.A 、C 溶液呈碱性，能增大OH -的浓度，D 能增大Ca2+的浓度，即A 、C 、D 均使平衡左移；只有B 中的Al 3+能结合OH -，使平衡右移.答案为B.评析：勒夏特列原理除适用于化学平衡外，同样可应用在溶解平衡、电离平衡、水解平衡中.例3：(1998年上海高考题)牙齿表面由一层硬的、组成为Ca 5(PO 4)3OH 的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca 5(PO 4)3OH(固) 5Ca 2++3PO 43-+OH -(1)进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 .(2)已知Ca 5(PO 4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固.当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是(用离子方程式表示) .(3)根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法.答： .分析：(1)H ++OH -＝H 2O ，使平衡向脱矿方向移动.(2)依据信息，F -替换平衡中的OH -，生成溶解度更小、质地更坚固的Ca 5(PO 4)3F,5Ca 2++3PO 43-+F -=Ca 5(PO 4)3F ↓.(3)促进矿化的方法之一是使上述平衡向左移动.一种可行的方法是加Ca 2+，使平衡向左移动.评析：本题主要考查运用勒夏特列原理解决化学实际问题的能力.题目新颖，但答案就在题干中，关键在于认真理解题意，并能和所学知识联系起来.【同步达纲练习】1.氨的合成反应为N2+3H22NH3(正反应放热)，在合成氨工业生产中应采取的适宜条件是( )A.低温、高压、催化剂B.高温、高压C.尽可能的高温、高压D.适当温度、适当高压、催化剂2.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )A.由H2和N2合成氨时，在高压下进行是有利的B.升高盛放水的密闭容器中的温度，水的蒸气压就增大C.合成氨在高温下进行，加入催化剂使反应速率增加，这对氨的合成有利D.降低压强，使N2O4的分解率增高3.以下事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.温度过高对合成氨不利B.合成氨在高温下进行是有利的C.合成氨在高温下进行和加入催化剂都能使反应速率加快D.在合成氨时，氮气要过量4.工业合成氨的反应是在500℃左右进行的，主要原因是( )A.500℃时此反应速率最快B.500℃时氨的平衡浓度最大C.500℃时氨的转化率最高D.500℃时该反应催化剂的催化活性最好5.下列所述情况表示合成氨反应达到平衡状态的是( )A.H2的消耗速率与NH3的生成速率之比为3∶2B.体系中混合气体的平均相对分子质量不再改变C.N2的生成速率与NH3的生成速率之比为1∶2D.密闭容器中H2、N2、NH3的物质的量之比为3∶1∶26.在N2+3H22NH3+Q的反应中，下列叙述不正确的是( )(1)加压，使正反应速率加快，逆反应速率减慢；平衡向正反应方向移动(2)升高温度，使正反应速率变慢、逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动(3)使用催化剂，既加快正、逆反应速率，又有利于平衡向正反应方向移动(4)温度越低，单位时间内氨的产量越高(5)增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，反应物的利用率一定提高A.只有(1)(2)B.只有(1)(2)(3)C.只有(4)(5)D.全不正确7.NH3加热分解为N2和H2，在同温同压下，测得分解后气体的密度为分解前的2/3，则氨的分解率为( )A.50%B.60%C.40%D.80%8.设温度为T，压强为p，容器体积为V，合成氨反应达平衡状态时，如下操作平衡不发生移动的是( )A.恒定T、p时，充入NH3B.恒定T、V时，充入N2C.恒定T、p时，充入NeD.恒定T、V时，充入He9.在合成氨反应中N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，反应已达平衡，若v(N2)、v(H2)、v(NH3)表示为正反应速率，v′(N2)、v′(H2)、v′(NH3)表示为逆反应速率，则下述不正确的是( )A.此时：v(N 2)＝3v ′(H 2)B.缩小体积：v(H 2)＜32v ′(NH 3) C.升温：2v(N 2)＜v ′(NH 3) D.分离出部分氨：3v(N 2)＝v(H 2)10.下列说法正确的是( )A.由N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)知，若将1molN 2和3molH 2混合，在催化剂存在下，于500℃时发生反应，能生成2molNH 3B.一定温度下，在一容积不变的容器内进行合成氨的反应，一段时间后，其压强不再改变，可认为已达平衡状态C.合成氨反应达平衡后，缩小容器体积，NH 3的浓度增大，平衡常数K 值也增大11.在合成氨时，可以提高H 2转化率的措施是( )A.延长反应时间B.充入过量H 2C.升高温度D.充入过量N 212.某容器中加入N 2和H 2，在一定条件下，N 2+3H 22NH 3达到平衡时，N 2、H 2、NH 3的浓度分别是3mol/L 、4mol/L 、4mol/L.则反应开始时H 2的浓度是( )A.5mol/LB.10mol/LC.8mol/LD.6.7mol/L13.合成氨中使用铁触媒的作用是( )A.降低反应温度B.提高氨气的纯度C.加快反应速率D.提高平衡时氨气的浓度14.合成氨所需的H 2可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：CO+H 2O(g) CO 2+H 2+43kJ.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CO 浓度D.增大水蒸气的浓度15.对于可逆反应：2Cl 2+2H 2O(g) 4HCl+O 2(正反应吸热)当反应达到平衡后：(1)扩大容器体积，H 2O 的物质的量；(2)加入O 2，Cl 2的浓度；(3)增加压强，Cl 2的物质的量；(4)加入Cl 2，HCl 的浓度；(5)升高温度，H 2O 的物质的量；(6)加入正催化剂，O 2的浓度；(7)加入氦气，HCl 的物质的量 .16.合成氨原料气中氮气制备的方法之一为，方法之二为；另一原料气氢气的制取化学方程式为 .17.298K 时，合成氨反应的热化学方程式为N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)+92.4kJ ，在该温度下，取1molN 2和3molH 2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总小于92.4kJ ，其原因 .【素质优化训练】1.在密闭容器中加少量水，常压下通氨气至饱和，则会建立下列平衡：NH 3+H 2O NH 4++OH -，若要使该反应中的OH -离子浓度增大，应采用的措施是( )A.加水B.加NH 4Cl 晶体C.常压下继续通入氨气D.将氨气的压强增大1倍后再通入密闭容器中2.反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)……①2HI(g) H2(g)+I2(g) ……②2NO2(g) N2O4(g) ……③在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%.若加入一定量的各自的反应物，则转化率( )A.均不变B.均增大C.①增大②不变③减小D.①减小②不变③增大3.在某容积一定的密闭容器中，可逆反应A(g)+B(g) xC(g)，符合下列下图像Ⅰ所示关系.由此推断对下图Ⅱ的正确说法是( )A.p3＞p4Y轴表示A的转化率B.p3＜p4Y轴表示B的百分含量C.p3＞p4Y轴表示混合气体的密度D.p3＞p4Y轴表示混合气体的平均摩尔质量I II4.可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)在不同温度下经过一定时间，混合物中C的体积分数与温度的关系如图所示.那么：(1)由T1和T2变化时，正反应速率逆反应速率(填＞、＜、＝)；(2)由T3向T4变化时，正反应速率逆反应速率(填＞、＜、＝)；(3)反应在温度下达到平衡；(4)此反应的正反应为热反应.5.可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)，在反应过程中C的百分含量c%与温度关系如图所示，请回答(1)正反应是反应(放热、吸热).(2)t＜500℃时，c%逐渐增大是因为.(3)t ＞500℃时，c%逐渐减小是因为 .6.合成氨厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮气的转化率.某工厂测得合成塔中N 2、H 2混合气体的密度为0.5536g/L(标况下测定)，从合成塔出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L.求该合成氨厂N 2的转化率.7.以H 2、CO 为主要组成，供化学合成用的一种原料气叫做“合成气”.若用天然气为原料制合成气，可用“天然气蒸气转化”的反应：CH 4(g)+H 2O(g) CO(g)+3H 2(g)-Q生产时主要条件是温度、压强和水蒸气的配比，另外还要有适宜的催化剂.合成气里的H 2可用于合成氨，CO 最终分离出来后可用于合成甲醇、醋酸、乙二醇等，即新兴起的以分子中只含有一个碳原子的化合物为原料来合成化工产品的“C 1化学”.据此回答以下两题：(1)天然气蒸气转化的主要反应进行时，有关叙述中不正确的是( )A.反应速率为3v(H 2)=v(CH 4)B.温度为800℃～820℃，若超过1500℃反而不利C.工业上为使平衡正向移动，要用过量的天然气D.在加压的条件下，正反应速率会增大(2)目前用合成气生成甲醇时，采用Zn-Cr 催化剂，其反应为：CO(g)+2H 2(g) CH 3OH(g)+Q有关叙述正确的是( )A.达到平衡时，容器内的总压保持不变B.合成甲醇的反应可以认为是CO 的氧化反应C.根据勒夏特列原理，合成甲醇的反应要在加压和维持相当高的温度下进行，以利于提高单位时间内的产量D.甲醇与CO 能在一定条件下化合生成醋酸是因CO 插入CH 3OH 中形成C ＝O 键而成8.有些反应从表面上看不能进行.如：(1)KClO 4+H 2SO 4−→−HClO 4+KHSO 4 (2)Na+KCl −→−NaCl+K (3)Mg+RbCl −→−MgCl 2+Rb(4)KCl+NaNO 3−→−NaCl+KNO 3 而实际生产中恰被用来制取带横线的物质.这4个反应中利用的反应原理相同的是，其原理是，不相同的原理是 .【生活实际运用】1.有文献报导：硫在空气中燃烧时，产物中的SO 3约占5%～6%(体积)，而硫在纯氧中燃烧时，其产物中的SO 3约占2%～3%(体积)，你能解释这一现象吗?试试看!〔提示：S+O 2 SO 2放出热量如何影响化学平衡2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g)+Q 〕2.反应CO(g)+ 21O 2(g) CO 2(g)在1600℃时，K ＝1×104.经测定汽车尾气里的CO 和CO 2的浓度分别为4.0×10-5mol ·L -1和4.0×10-4mol ·L -1.若在汽车的排气管上增加一个1600℃的补燃器，并使其中的O 2浓度始终保持4.0×10-4mol ·L -1，求CO 的平衡浓度和补燃器转化率.3.在上题的系统里，同时发生反应：SO 2(g)+ 21O 2(g) SO 3(g)K ＝20，经测定，汽车的尾气原有SO 2气体的浓度为2×10-4mol ·L -1.问SO 3的平衡浓度?4.某农科所研究人员把棚内空气中的CO 2浓度提高3～5倍，并将O 2浓度尽量减少，结果取得良好的增产效果.从反应：得到的启发是： .5.合成氨工业用氢气和氮气在催化剂作用下直接合成，右表表示在一定温度和压强下达到动态平衡时氨的体积分数.其中2N V ∶2H V ＝1∶3.如图所示装置是一透热性很好的坚固容器，活塞C 可左右移动，其总体积为44.8L ，现将400℃、300大气压的H 233.6L 和400℃，300大气压的N 211.2L 充入容器中，当两者反应达到动态平衡时，若保持混合气体的压强仍为400℃、300大气压，求：(1)容器是向外界放热，还是吸热?(2)充入的N 2的物质的量是多少?充入的H 2转化率是多少?(3)活塞C 要向左侧移动的距离与容器全长之比是多大?参考答案：【同步达纲练习】1.D2.C3.BC4.D5.BC6.D7.A8.D9.AB 10.B 11.D 12.B 13.C 14.D 15.(1)减小 (2)增大 (3)增大 (4)增大 (5)减小 (6)不变 (7)不变 16.将空气液化，蒸发；空气中O2与C作用后，除去CO2；C+H2O(g) CO+H2，CO+H2O(g) CO2+H217.该热化学方程式表示完全生成2molNH3放热92.4kJ，而合成氨为可逆反应，1molN2和3molH2不可能得到2molNH3，故测得热量小于92.4kJ.【素质优化训练】1.D2.D3.AD4.(1)＞ (2)＜ (3)T3 (4)放5.(1)放热 (2)当t＜500℃时，反应未达平衡，温度升高，反应速度加快，且v正＞v逆，所以c%随温度升高而增大； (3)当t=500℃时，反应达到平衡状态，c%为最大值，由于反应是放热反应，在t＞500℃时，温度升高，反应速度加快，但v正＜v逆，平衡向逆反应方向移动，所以c%随温度升高而减小.6.25%7.(1)AC (2)AD8.(1)(2)(3)相同；利用所需产物的较低溶沸点，使这些物质挥发，及时从平衡体系中移去，使平衡不断向正反应方向移动； (4)利用重结晶法【生活实际运用】1.在纯O2中燃烧，放出热量升温更快，使放热反应平衡逆向进行，故使SO3体积分数减小.2.2.2×10-6mol/L；94.5%3.5.7×10-5mol/L4.增大反应物(CO2)浓度，同时减小生成物(O2)浓度，可使化学平衡向正反应方向移动，从而提高C6H12O6的产率.5.(1)放热(2)n(N2)：60.9mol;转化率α(H2)=64% (3)0.32。

原创《合成氨条件的选择》网络课教案

原创《合成氨条件的选择》网络课教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解合成氨工业的重要性和发展历程。

让学生理解合成氨反应的基本原理。

1.2 教学内容合成氨工业的重要性和发展历程。

合成氨反应的基本原理。

1.3 教学方法采用问题引导的方式，激发学生的兴趣和思考能力。

通过图片和数据展示，帮助学生直观地理解合成氨工业的重要性和发展历程。

1.4 教学评估观察学生在课堂上的参与程度和思考表达能力。

收集学生的提问和讨论情况。

第二章：合成氨反应的基本原理2.1 教学目标让学生了解合成氨的化学反应方程式和反应机理。

让学生理解合成氨反应的平衡常数和影响因素。

2.2 教学内容合成氨的化学反应方程式和反应机理。

合成氨反应的平衡常数和影响因素。

2.3 教学方法通过动画和示意图展示，帮助学生理解合成氨的化学反应方程式和反应机理。

采用案例分析和讨论的方式，引导学生思考合成氨反应的平衡常数和影响因素。

2.4 教学评估观察学生在课堂上的参与程度和理解能力。

收集学生的提问和讨论情况。

第三章：温度对合成氨反应的影响3.1 教学目标让学生了解温度对合成氨反应的平衡位置和反应速率的影响。

让学生能够运用Le Chatelier原理分析温度变化对合成氨反应的影响。

3.2 教学内容温度对合成氨反应的平衡位置和反应速率的影响。

运用Le Chatelier原理分析温度变化对合成氨反应的影响。

3.3 教学方法通过实验模拟和动画展示，帮助学生直观地了解温度对合成氨反应的影响。

引导学生运用Le Chatelier原理分析温度变化对合成氨反应的影响。

3.4 教学评估观察学生在实验模拟和案例分析中的参与程度和理解能力。

收集学生的提问和讨论情况。

第四章：压力对合成氨反应的影响4.1 教学目标让学生了解压力对合成氨反应的平衡位置和反应速率的影响。

让学生能够运用Le Chatelier原理分析压力变化对合成氨反应的影响。

4.2 教学内容压力对合成氨反应的平衡位置和反应速率的影响。

合成氨条件的选择

..专心. 31合成氨条件的选择一、化工生产的基本原那么：①、多：产量、产值高。

②、快：，周期短，速率快。

③、好：流程简捷、产率高、污染少、过程优化、条件易控制、产品纯度高；生产过程安全性强等。

④、省：省工、省时、省料、省能。

二、合成氨的适宜条件化工生产中适宜条件的选择：目的：尽可能加快反应速率和提高反应进行程度。

依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律。

原那么：①既要注意条件对速率的影响，又要注意对转化率的影响。

②既要注意温度、催化剂对速率的影响，又要注意催化剂活性对温度的限制。

③既要注意理论生产，又要注意实际可能性。

合成氨反应N2+3H 22NH3；ΔH=-92.4KJ/mol是一个正反应气体体积缩小且放热的可逆反应。

要提高合成氨的产率，对反应条件的选择，需要结合影响化学反应速率及化学平衡的条件和其他因素综合考虑，各方面兼顾。

化学反应速率化学平衡移动方向适宜条件的选择增加反应物浓度增大正反应速率平衡向正反应方向移动N2、H2及浓度之比为1:3并及时补充N2和H2。

减少生成物浓度减小逆反应速率平衡向正反应方向移动使气态NH3变为液态NH3，及时从平衡混合物中分离出来。

增大压强增大正、逆反应速率平衡向生成氨的方向移动压强越大，需要的动力越大，对材料的要求和设备的制造工艺要求也高，一般采用2.02×107Pa～5.05×107Pa升高温度增大正、逆反应速率平衡向逆反应方向移动低温有利于氨的合成，但是温度过低，反应速率慢，达到平衡的时间长。

结合考虑催化剂的最正确催化活性，通常控制温度500℃使用催化剂增大正、逆反应速率不影响化学平衡，但减少达到平衡的时间选用铁触媒思考：工业上生产H2SO4：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为何不采用加压方法？〔因为在常压下SO2的转化率已达91%，不需要再加压〕。

合成氨条件的选择

学科：化学教学内容：合成氨条件的选择【基础知识精讲】1.合成氨反应的理论应用合成氨反应原理：N2+3H 22NH3(正反应为放热反应)反应特点是：①可逆反应；②气体总体积缩小的反应；③正反应为放热反应.根据上述反应特点，从理论上分析：(1)使氨生成得快的措施(从反应速率考虑)：①增大反应物的浓度；②升高温度；③加大压强；④使用催化剂.(2)使氨生成得多的措施(从平衡移动考虑)：①增大反应物的浓度同时减小生成物的浓度；②降低温度；③增大压强.2.合成氨条件的选择在实际生产中，既要考虑氨的产量，又要考虑生产效率和经济效益，综合以上两方面的措施，得出合成氨的适宜条件的选择：浓度：一般采用N2和H2的体积比1∶3，同时增大浓度，不加大某种反应物的浓度，这是因为合成氨生产的原料气要循环使用.按1∶3循环的气体体积比，仍会保持1∶3.温度：合成氨是放热反应，降低温度虽有利于平衡向正反应方向移动，但温度过低，反应速率过慢，所以温度不宜太低，在500℃左右为宜，而且此温度也是催化剂的活性温度范围.压强：合成氨是体积缩小的可逆反应，所以压强增大，有利于氨的合成，但压强过高时，对设备的要求也就很高，制造设备的成本就高，而且所需的动力也越大，应选择适当的压强，一般采用2×107Pa～5×107Pa.催化剂：用铁触媒作催化剂，能加快反应速率，缩短达到平衡时间.可将合成氨的适宜条件归纳为：①增大氨气、氢气的浓度，及时将生成的氨分离出来；②温度为500℃左右；③压强为2×107Pa～5×107Pa；④铁触媒作催化剂.3.合成氨的工业简述合成氨工业的简要流程图：(1)原料气的制取.N2：将空气液化、蒸发分离出N2，或将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2.H2：用水和焦炭(或煤、石油、天然气等)在高温下制取，如(2)制得的N 2、H 2需净化、除杂，再用压缩机压缩至高压.因为若有杂质存在可使催化剂失去催化作用，也称使催化剂“中毒”.(3)在适宜条件下，在氨合成塔中进行合成.(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将未反应的H 2、N 2循环送入合成塔，使其充分利用.【重点难点解析】重点：理解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.难点：根据各种影响反应进行的因素选取反应综合条件.1.巧用假设，灵活解题例如：密闭容器中，N 2+3H 2 2NH 3在500℃时达到平衡，问：(1)将H 2、NH 3的浓度同时增大1倍，平衡如何移动?(2)将N 2、NH 3的浓度同时增大1倍，平衡如何移动?分析：浓度的改变是反应物和生成物部分发生而改变，因而平衡的移动就较难判断.而巧用假设就较易解答.(1)将不变浓度的N 2视为液体(常数)，将浓度改变的H 2、NH 3视为气体，得出等效平衡N 2(l)+3H 2(g) 2NH 3(g)，将H 2、NH 3浓度同时增大1倍，相当于上述等效平衡压强增大到原来的2倍，所以等效平衡向正反应方向移动，原平衡同向移动.也可利用平衡常数K 来判断.(2)同理分析可得，平衡向逆方向移动.又例如，平衡反应2NO 2N 2O 4在体积不变的密闭容器中进行，在其它条件不变时，若向容器中分别增加NO 2和N 2O 4，][][422O N NO 的比值如何变化? 分析：先运用上节所介绍的等效假设，增加NO 2或N 2O 4时，压强不变，平衡时比值不变.再压缩时，假设平衡不移动，比值也不变.现实际上平衡右移，所以，无论是增加NO 2还是增加N 2O 4，都有][][422O N NO 比值减小. 2.如何选择适宜条件，使平衡向有利的方向移动?应从以下几方面观察考虑：①反应前后气体物质的计量数；②反应热情况；③反应速率；④转化率(增加廉价物质的量，提高价格贵重原料的利用率)例如，在硫酸工业中，通过下列反应使SO 2转化为SO 3：2SO 2+O 22SO 3(正反应放热)已知常压下平衡混合气体中SO 3体积分数为91%，试回答：(1)生产中常用过量的空气是为了；(2)加热到400°～500°是由于；(3)压强采用，原因是；(4)尾气中的SO 2必须回收，是为了 .此题根据题示信息和以上提出的要考虑的几个方面，不难分析作答.3.反应物用量的改变对平衡转化率的影响若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g)，增加A 的量，平衡向正反应方向移动，但该反应物A 的转化率的变化与气体物质的系数有关.(1)若a=b+c ，A 的转化率不变；(2)若a ＞b+c ，A 的转化率增大；(3)若a ＜b+c ，A 的转化率减小.若反应物不止一种时，如：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)(1)若只增加A 的量，平衡正向移动，而A 的转化率减小，B 的转化率增大.(2)若按原比例同倍数地增加反应物A 和B 的量，则平衡向正反应方向移动.而反应物转化率与气体反应系数有关.如a+b=c+d ，A 、B 转化率都不变；如a+b ＜c+d ，A 、B 转化率都减小；如a+b ＞c+d ，A 、B 转化率都增大.4.如何正确区别转化率与物质所占百分含量的关系?例题：如下图所示，是表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响：L(固)+G(气) 2R(气)(正反应为吸热反应)在图中，Y 轴是指( )A.平衡混合气中G 的百分含量B.平衡混合气中R 的百分含量C.G 的转化率D.L 的转化率分析：根据题中给出的反应式可知，该反应是一个气体体积增大的吸热反应.根据图形曲线可知，Y 所指的量应该是：“随温度的升高而减小”以及“随压强的增大而增大”者，应由此来判断符合题意的选项.升温使题中的平衡反应右移，所以R%增大，G%减少，L 和G 的转化率都增高，故只有选项A 符合要求.增大压强，使平衡左移，R%减少，G%增大，也是A 符合要求，所以Y 轴是指平衡混合气体中G 的百分含量.本题答案：A【难题巧解点拨】例1：在一定温度、压强和催化剂存在时，把N 2和H 2按1∶3体积比混合，当反应达到平衡时，混合气中NH 3的体积分数为25%，求N 2的转化率.分析：此题可用常规三行式解法，也可用差量法求解.这里，用整体思维方法求解. 设平衡时混合气为100体积，显然NH 3为25体积.由于N 2和H 2的混合比正好为化学计量数之比，1∶3投料，1∶3转化，转化率也应相同.列式分析如下：N 2+3H 32NH 3平衡时 75 25起始时 75+50 0转化率：αN2=αH2=12550×100%=40% 同学们可用其它解法予以对照.例2：(高考科研题)在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH 3的体积分数为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比值是( )A.1/5B.1/4C.1/3D.1/2分析：设起始时H 2为amol ，N 2为bmol ，平衡时NH 3为xmol ，则3H 2 + N 2 2NH 3起始时 a b 0平衡后 a-3x/2 b-x/2 x因为，在相同条件下，气体的物质的量之比等于体积比据题意可得方程：x x b x a x +-+-)2/()2/3(=25%.化简得 ba x +=1/5，故正确答案为A.评析：本题是一道简单的计算题，关键是根据题意列出方程，但必须注意，题目并未规定n(H 2)∶n(N 2)=3∶1，且反应是可逆的.否则，就会导致错选D.另解：利用例1的解题思想，这里无论起始投入按何种比例，仍可设平衡时总体积为100L ，则NH 3为25L ，H 2和N 2共75L.按反应化学计量数关系，反应前原反应物体积应为(75+50)L ，反应后缩小的体积为(125-100)L ，所求比值为(125-100)∶125＝51. 例3：工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素.已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H 2和CO 2，H 2是合成氨的原料，CO 2供合成尿素用.若从充分利用原料的角度考虑，选用 (填序号)物质作原料较好.A.COB.石脑油(C 5H 12、C 6H 14)C.CH 4D.焦炭作出这种选择的依据是 .(杭州市联考试题)分析：根据反应：N 2+3H 22NH 3，CO 2+2NH 3CO(NH 2)2+H 2O ，若要充分利用原料，显然要求原料与水反应产生的H 2和CO 2物质的量之比等于或接近于3∶1时，上述反应趋于恰好反应，原料得以充分利用.根据题示信息：C+2H 2O ＝CO 2+2H 2(2∶1)，CO+H 2O ＝CO 2+H 2(1∶1)CH 4+2H 2O ＝CO 2+4H 2(4∶1)，C 5H 12+10H 2O ＝5CO 2+16H 2(3.2∶1)，故石脑油的利用率最高，答案为B.评析：若要求充分利用原料，通常有两种途径：(1)所投入的原料物质的量之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，使原料恰好反应；(2)增加廉价物质的量，使价格贵重物质充分利用，亦即提高价格贵重的原料利用率.【典型热点考题】例1：在氮气、氢气合成氨的合成塔中，进入的气体按N 2与H 2体积比为1∶3，塔中的压强为1.62×107Pa ，又知从塔中出来的气体中，NH 3占25%(体积百分组成).求：(1)从合成塔出来的混合气体中，N 2和H 2的体积百分组成.(2)合成塔出来气体的压强.分析： (1)N 2+3H 22NH 3反应中N 2与H 2的体积比(同于物质的量之比)和原料混合气体中的比值相同，故从塔中出来的气体中N 2∶H 2仍为1∶3.即V(N 2)=(1-25%)×41×100%=18.75% V(H 2)=(1-25%)×43×100%=56.25%(2) N 2 + 3H 22NH 3 起始(mol) 1 30 平衡(mol) 1-x 3-3x 2x x x x x 2)33()1(2+-+-×100%=25%，x=0.4 即 1-x=0.6,3-3x=1.8,2x=0.8∴ n 2=3.2mol ，而n 1=4molT 不变时 p 1∶p 2=n 1∶n 2则p 2=p 1·12n n =1.62×107×42.3=1.30×107(Pa). 评析：巧用原料气配比和反应进行特点以及阿伏加德罗定律解题.此题属合成氨工业生产基本的理论计算.例2：(1997年全国高考题)把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后反应达到如下平衡：Ca(OH)2Ca 2++2OH -加入以下溶液，可使Ca(OH)2减少的是( )A.Na 2S 溶液B.AlCl 3溶液C.NaOH 溶液D.CaCl 2溶液分析：要使Ca(OH)2的量减少，需使平衡Ca(OH)2(固) Ca 2++2OH -向右移动，而减少Ca 2+的浓度或OH -的浓度可使平衡右移.A 、C 溶液呈碱性，能增大OH -的浓度，D 能增大Ca2+的浓度，即A 、C 、D 均使平衡左移；只有B 中的Al 3+能结合OH -，使平衡右移.答案为B.评析：勒夏特列原理除适用于化学平衡外，同样可应用在溶解平衡、电离平衡、水解平衡中.例3：(1998年上海高考题)牙齿表面由一层硬的、组成为Ca 5(PO 4)3OH 的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca 5(PO 4)3OH(固) 5Ca 2++3PO 43-+OH -(1)进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是 .(2)已知Ca 5(PO 4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固.当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是(用离子方程式表示) .(3)根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法.答： .分析：(1)H ++OH -＝H 2O ，使平衡向脱矿方向移动.(2)依据信息，F -替换平衡中的OH -，生成溶解度更小、质地更坚固的Ca 5(PO 4)3F,5Ca 2++3PO 43-+F -=Ca 5(PO 4)3F ↓.(3)促进矿化的方法之一是使上述平衡向左移动.一种可行的方法是加Ca 2+，使平衡向左移动.评析：本题主要考查运用勒夏特列原理解决化学实际问题的能力.题目新颖，但答案就在题干中，关键在于认真理解题意，并能和所学知识联系起来.【同步达纲练习】1.氨的合成反应为N2+3H22NH3(正反应放热)，在合成氨工业生产中应采取的适宜条件是( )A.低温、高压、催化剂B.高温、高压C.尽可能的高温、高压D.适当温度、适当高压、催化剂2.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )A.由H2和N2合成氨时，在高压下进行是有利的B.升高盛放水的密闭容器中的温度，水的蒸气压就增大C.合成氨在高温下进行，加入催化剂使反应速率增加，这对氨的合成有利D.降低压强，使N2O4的分解率增高3.以下事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.温度过高对合成氨不利B.合成氨在高温下进行是有利的C.合成氨在高温下进行和加入催化剂都能使反应速率加快D.在合成氨时，氮气要过量4.工业合成氨的反应是在500℃左右进行的，主要原因是( )A.500℃时此反应速率最快B.500℃时氨的平衡浓度最大C.500℃时氨的转化率最高D.500℃时该反应催化剂的催化活性最好5.下列所述情况表示合成氨反应达到平衡状态的是( )A.H2的消耗速率与NH3的生成速率之比为3∶2B.体系中混合气体的平均相对分子质量不再改变C.N2的生成速率与NH3的生成速率之比为1∶2D.密闭容器中H2、N2、NH3的物质的量之比为3∶1∶26.在N2+3H22NH3+Q的反应中，下列叙述不正确的是( )(1)加压，使正反应速率加快，逆反应速率减慢；平衡向正反应方向移动(2)升高温度，使正反应速率变慢、逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动(3)使用催化剂，既加快正、逆反应速率，又有利于平衡向正反应方向移动(4)温度越低，单位时间内氨的产量越高(5)增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，反应物的利用率一定提高A.只有(1)(2)B.只有(1)(2)(3)C.只有(4)(5)D.全不正确7.NH3加热分解为N2和H2，在同温同压下，测得分解后气体的密度为分解前的2/3，则氨的分解率为( )A.50%B.60%C.40%D.80%8.设温度为T，压强为p，容器体积为V，合成氨反应达平衡状态时，如下操作平衡不发生移动的是( )A.恒定T、p时，充入NH3B.恒定T、V时，充入N2C.恒定T、p时，充入NeD.恒定T、V时，充入He9.在合成氨反应中N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，反应已达平衡，若v(N2)、v(H2)、v(NH3)表示为正反应速率，v′(N2)、v′(H2)、v′(NH3)表示为逆反应速率，则下述不正确的是( )A.此时：v(N 2)＝3v ′(H 2)B.缩小体积：v(H 2)＜32v ′(NH 3)C.升温：2v(N 2)＜v ′(NH 3)D.分离出部分氨：3v(N 2)＝v(H 2)10.下列说法正确的是( )A.由N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)知，若将1molN 2和3molH 2混合，在催化剂存在下，于500℃时发生反应，能生成2molNH 3B.一定温度下，在一容积不变的容器内进行合成氨的反应，一段时间后，其压强不再改变，可认为已达平衡状态C.合成氨反应达平衡后，缩小容器体积，NH 3的浓度增大，平衡常数K 值也增大11.在合成氨时，可以提高H 2转化率的措施是( )A.延长反应时间B.充入过量H 2C.升高温度D.充入过量N 212.某容器中加入N 2和H 2，在一定条件下，N 2+3H 22NH 3达到平衡时，N 2、H 2、NH 3的浓度分别是3mol/L 、4mol/L 、4mol/L.则反应开始时H 2的浓度是( )A.5mol/LB.10mol/LC.8mol/LD.6.7mol/L13.合成氨中使用铁触媒的作用是( )A.降低反应温度B.提高氨气的纯度C.加快反应速率D.提高平衡时氨气的浓度14.合成氨所需的H 2可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：CO+H 2O(g) CO 2+H 2+43kJ.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CO 浓度D.增大水蒸气的浓度15.对于可逆反应：2Cl 2+2H 2O(g) 4HCl+O 2(正反应吸热)当反应达到平衡后：(1)扩大容器体积，H 2O 的物质的量；(2)加入O 2，Cl 2的浓度；(3)增加压强，Cl 2的物质的量；(4)加入Cl 2，HCl 的浓度；(5)升高温度，H 2O 的物质的量；(6)加入正催化剂，O 2的浓度；(7)加入氦气，HCl 的物质的量 .16.合成氨原料气中氮气制备的方法之一为，方法之二为；另一原料气氢气的制取化学方程式为 .17.298K 时，合成氨反应的热化学方程式为N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)+92.4kJ ，在该温度下，取1molN 2和3molH 2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总小于92.4kJ ，其原因 .【素质优化训练】1.在密闭容器中加少量水，常压下通氨气至饱和，则会建立下列平衡：NH 3+H 2O NH 4++OH -，若要使该反应中的OH -离子浓度增大，应采用的措施是( )A.加水B.加NH 4Cl 晶体C.常压下继续通入氨气D.将氨气的压强增大1倍后再通入密闭容器中2.反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)……①2HI(g) H2(g)+I2(g) ……②2NO2(g) N2O4(g) ……③在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%.若加入一定量的各自的反应物，则转化率( )A.均不变B.均增大C.①增大②不变③减小D.①减小②不变③增大3.在某容积一定的密闭容器中，可逆反应A(g)+B(g) xC(g)，符合下列下图像Ⅰ所示关系.由此推断对下图Ⅱ的正确说法是( )A.p3＞p4Y轴表示A的转化率B.p3＜p4Y轴表示B的百分含量C.p3＞p4Y轴表示混合气体的密度D.p3＞p4Y轴表示混合气体的平均摩尔质量I II4.可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)在不同温度下经过一定时间，混合物中C的体积分数与温度的关系如图所示.那么：(1)由T1和T2变化时，正反应速率逆反应速率(填＞、＜、＝)；(2)由T3向T4变化时，正反应速率逆反应速率(填＞、＜、＝)；(3)反应在温度下达到平衡；(4)此反应的正反应为热反应.5.可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)，在反应过程中C的百分含量c%与温度关系如图所示，请回答(1)正反应是反应(放热、吸热).(2)t＜500℃时，c%逐渐增大是因为.(3)t ＞500℃时，c%逐渐减小是因为 .6.合成氨厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮气的转化率.某工厂测得合成塔中N 2、H 2混合气体的密度为0.5536g/L(标况下测定)，从合成塔出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L.求该合成氨厂N 2的转化率.7.以H 2、CO 为主要组成，供化学合成用的一种原料气叫做“合成气”.若用天然气为原料制合成气，可用“天然气蒸气转化”的反应：CH 4(g)+H 2O(g) CO(g)+3H 2(g)-Q生产时主要条件是温度、压强和水蒸气的配比，另外还要有适宜的催化剂.合成气里的H 2可用于合成氨，CO 最终分离出来后可用于合成甲醇、醋酸、乙二醇等，即新兴起的以分子中只含有一个碳原子的化合物为原料来合成化工产品的“C 1化学”.据此回答以下两题：(1)天然气蒸气转化的主要反应进行时，有关叙述中不正确的是( )A.反应速率为3v(H 2)=v(CH 4)B.温度为800℃～820℃，若超过1500℃反而不利C.工业上为使平衡正向移动，要用过量的天然气D.在加压的条件下，正反应速率会增大(2)目前用合成气生成甲醇时，采用Zn-Cr 催化剂，其反应为：CO(g)+2H 2(g) CH 3OH(g)+Q有关叙述正确的是( )A.达到平衡时，容器内的总压保持不变B.合成甲醇的反应可以认为是CO 的氧化反应C.根据勒夏特列原理，合成甲醇的反应要在加压和维持相当高的温度下进行，以利于提高单位时间内的产量D.甲醇与CO 能在一定条件下化合生成醋酸是因CO 插入CH 3OH 中形成C ＝O 键而成8.有些反应从表面上看不能进行.如：(1)KClO 4+H 2SO 4−→−HClO 4+KHSO 4 (2)Na+KCl −→−NaCl+K (3)Mg+RbCl −→−MgCl 2+Rb(4)KCl+NaNO 3−→−NaCl+KNO 3 而实际生产中恰被用来制取带横线的物质.这4个反应中利用的反应原理相同的是，其原理是，不相同的原理是 .【生活实际运用】1.有文献报导：硫在空气中燃烧时，产物中的SO 3约占5%～6%(体积)，而硫在纯氧中燃烧时，其产物中的SO 3约占2%～3%(体积)，你能解释这一现象吗?试试看!〔提示：S+O 2 SO 2放出热量如何影响化学平衡2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g)+Q 〕2.反应CO(g)+ 21O 2(g) CO 2(g)在1600℃时，K ＝1×104.经测定汽车尾气里的CO 和CO 2的浓度分别为4.0×10-5mol ·L -1和4.0×10-4mol ·L -1.若在汽车的排气管上增加一个1600℃的补燃器，并使其中的O 2浓度始终保持4.0×10-4mol ·L -1，求CO 的平衡浓度和补燃器转化率.3.在上题的系统里，同时发生反应：SO 2(g)+ 21O 2(g) SO 3(g)K ＝20，经测定，汽车的尾气原有SO 2气体的浓度为2×10-4mol ·L -1.问SO 3的平衡浓度?4.某农科所研究人员把棚内空气中的CO 2浓度提高3～5倍，并将O 2浓度尽量减少，结果取得良好的增产效果.从反应：得到的启发是： .5.合成氨工业用氢气和氮气在催化剂作用下直接合成，右表表示在一定温度和压强下达到动态平衡时氨的体积分数.其中2N V ∶2H V ＝1∶3.如图所示装置是一透热性很好的坚固容器，活塞C 可左右移动，其总体积为44.8L ，现将400℃、300大气压的H 233.6L 和400℃，300大气压的N 211.2L 充入容器中，当两者反应达到动态平衡时，若保持混合气体的压强仍为400℃、300大气压，求：(1)容器是向外界放热，还是吸热?(2)充入的N 2的物质的量是多少?充入的H 2转化率是多少?(3)活塞C 要向左侧移动的距离与容器全长之比是多大?参考答案：【同步达纲练习】1.D2.C3.BC4.D5.BC6.D7.A8.D9.AB 10.B 11.D 12.B 13.C 14.D 15.(1)减小 (2)增大 (3)增大 (4)增大 (5)减小 (6)不变 (7)不变 16.将空气液化，蒸发；空气中O2与C作用后，除去CO2；C+H2O(g) CO+H2，CO+H2O(g) CO2+H217.该热化学方程式表示完全生成2molNH3放热92.4kJ，而合成氨为可逆反应，1molN2和3molH2不可能得到2molNH3，故测得热量小于92.4kJ.【素质优化训练】1.D2.D3.AD4.(1)＞ (2)＜ (3)T3 (4)放5.(1)放热 (2)当t＜500℃时，反应未达平衡，温度升高，反应速度加快，且v正＞v逆，所以c%随温度升高而增大； (3)当t=500℃时，反应达到平衡状态，c%为最大值，由于反应是放热反应，在t＞500℃时，温度升高，反应速度加快，但v正＜v逆，平衡向逆反应方向移动，所以c%随温度升高而减小.6.25%7.(1)AC (2)AD8.(1)(2)(3)相同；利用所需产物的较低溶沸点，使这些物质挥发，及时从平衡体系中移去，使平衡不断向正反应方向移动； (4)利用重结晶法【生活实际运用】1.在纯O2中燃烧，放出热量升温更快，使放热反应平衡逆向进行，故使SO3体积分数减小.2.2.2×10-6mol/L；94.5%3.5.7×10-5mol/L4.增大反应物(CO2)浓度，同时减小生成物(O2)浓度，可使化学平衡向正反应方向移动，从而提高C6H12O6的产率.5.(1)放热(2)n(N2)：60.9mol;转化率α(H2)=64% (3)0.32。

合成氨条件的选择

x
10g – 8g = 2 g
x=6g
黄铁矿中FeS2% = 6÷10×100% = 60%
设150 t 含FeS2 60 %的硫铁矿可制得98% 的浓硫酸的质量为 y
FeS2 120
～
2H2SO4
196
150×60%×98%
98%y
2020/6/16
y = 147 t 答：可制得98%的浓硫酸147 吨
操作中的可能性。
2020/6/16
催化剂中毒
催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为：由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，一但制成催化剂之后，便可以永远地使用下去。实际上许多催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，这就是催化剂的成熟期。接着催化剂在一段时间里保持稳定，然后再逐渐下降，直至不能再使用。催化剂催化活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命，其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。
影响的---一---致---性--，又要考虑外界条件对两者影响的--矛---盾---性---。
2的.一既致要性注，意又--温-要--度-注--、意-催温---化度---剂对--对-催--化-化--学-剂--反-活--应-性--速的率影影响响。 3.既要注意--理---论---上的要求，又要注意-实---际----
1.压强：20MPa～50MPa(受动力、材料、设备等
实际条件的影响)
2.温度：500℃左右(温度过低,速率慢,不经济;
还应考虑催化剂的活性对温度的要求)
3.催化剂：铁触媒(加快反应速率,大大缩短到达
平衡的时间)
4.浓度：N2、H2的再循环并及时补充N2和H2 ——
增大反应物的浓度及时将氨冷却并从平衡气体中分离— —降低生成物的浓度

合成氨反应条件

合成氨反应是一种重要的化学反应，通常在高温高压的条件下进行。

该反应的化学方程式为：
N2 + 3H2 → 2NH3
其中，N2和H2是反应物，NH3是生成物。

为了促进合成氨反应的进行，需要提供适当的条件。

首先，反应需要在高温下进行，通常在400-500摄氏度之间。

这是因为高温可以增加气体分子的平均动能，从而增加它们之间的碰撞频率和能量。

其次，反应需要在高压下进行，通常在100-200大气压之间。

这是因为高压可以增加气体分子之间的距离，从而减少它们的相互排斥力，并增加它们之间的碰撞概率。

此外，还可以通过使用催化剂来促进反应的进行。

常用的催化剂包括铁、钼、钨等金属。

这些催化剂可以降低反应的活化能，从而加速反应速率。

总之，合成氨反应需要在高温高压的条件下进行，并且可以使用催化剂来促进反应的进行。

这些条件的选择对于提高反应速率和产率非常重要。

合成氨条件的选择

合成氨条件的选择1. 引言合成氨是工业上十分重要的化工原料之一，广泛用于生产化肥、塑料、药品等领域。

合成氨的制备过程中，选择合适的条件对于提高反应效率和降低能源消耗至关重要。

本文将讨论合成氨条件的选择，并重点探讨温度、压力和催化剂对合成氨合成反应的影响。

2. 温度对合成氨反应的影响温度是合成氨反应中一个重要的因素，能够直接影响反应速率和平衡转化率。

一般来说，反应温度越高，反应速率越快，但也伴随着更高的能量消耗。

合成氨反应的最佳温度一般在300-450摄氏度之间，超过450摄氏度会导致不可逆反应加剧，而低于300摄氏度则会降低反应速率。

因此，在实际工业生产中，需要根据具体情况选择适当的温度。

3. 压力对合成氨反应的影响压力是合成氨反应中另一个重要的因素，可以影响反应速率和平衡转化率。

一般来说，越高的压力有助于提高反应速率和转化率，但同样也伴随着更高的能耗和设备成本。

传统的合成氨工艺通常在高压下进行，压力达到数百至数千大气压。

然而，随着技术的发展，一些新型催化剂的出现使得在较低的压力下进行合成氨反应成为可能。

4. 催化剂对合成氨反应的影响催化剂在合成氨反应中起着至关重要的作用。

传统的合成氨工艺中使用的催化剂是铁-铁氧体催化剂，但这种催化剂需要高温高压条件下操作，能耗较高。

近年来，一些新型催化剂如铁-铝催化剂和铁-镍催化剂被证明具有更高的活性和选择性，而且在较低的温度和压力下也能实现合成氨反应。

此外，催化剂的载体和制备方法也对反应结果产生影响。

选用合适的载体能够提高催化剂的稳定性和活性，而制备方法则能够调控催化剂的微观结构，进一步改善其性能。

5. 其他因素的考虑除了温度、压力和催化剂，还有一些其他因素需要在合成氨反应条件的选择中考虑。

例如，反应物的比例和进料方式、反应器的设计和控制、反应物的纯度和水分含量等。

这些因素都会直接或间接地影响反应过程和产物的质量。

6. 总结综上所述，合成氨条件的选择对于提高反应效率和降低能源消耗至关重要。

工业合成氨的条件

工业合成氨的条件工业合成氨是一种重要的化学反应过程，它是利用化学方法将氮气和氢气合成氨气。

合成氨广泛应用于农业肥料和化工领域。

本文将介绍工业合成氨的条件。

工业合成氨的条件包括适宜的温度、压力、催化剂和气体比例。

首先，合成氨的反应温度通常在300-500摄氏度之间。

在低温下，反应速率较慢，而在高温下，反应速率较快，但同时伴随着副反应的增加。

因此，选择适中的反应温度可以提高合成氨的产率和选择性。

合成氨的反应压力也是一个重要的条件。

氮气和氢气在高压下更容易发生反应生成氨气。

一般来说，较高的压力有利于提高反应速率和产氨量。

然而，过高的压力会增加设备的成本和能耗。

因此，需要根据实际情况选择合适的反应压力。

催化剂是合成氨反应的关键条件之一。

铁、铑、钼等金属催化剂广泛应用于合成氨反应中。

催化剂能够加速反应速率，降低反应活化能，提高反应选择性。

催化剂的选择应考虑其活性、稳定性和成本等因素。

氮气和氢气的比例也是影响合成氨反应的重要条件。

通常采用3:1的氮气和氢气比例进行反应，这是因为氮气和氢气在此比例下反应最为充分，能够达到最高的产氨效率。

如果比例不合适，将导致氮气或氢气的浪费，降低反应效率。

除了上述条件，反应器的设计和操作也对合成氨的产率和选择性产生影响。

合理的反应器设计可以提高反应效率和热能利用率。

同时，合适的操作条件，如适宜的进料速率、混合程度和反应时间等，也能够改善反应效果。

总结起来，工业合成氨的条件包括适宜的温度、压力、催化剂和气体比例。

合理选择这些条件可以提高合成氨的产率和选择性，降低生产成本，推动氨工业的发展。

工业合成氨的过程是复杂而重要的，需要综合考虑各个条件的影响，以实现高效、可持续的氨气生产。

第四节合成氨条件的选择

第四节合成氨条件的选择反应特点：N 2 + 3 H 2 2 NH 31．氨的合成是发热反应，气体体积缩小的可逆反应．2．N 2分子稳定，不易与H 2化合．3．由勒夏特列原理：低温、高压有利于平衡向合成氨方向移动．一、合成氨条件的选择1．压强分析增大压强：①．增大压强能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，有利提高反应混合物中氨的百分含量．②．压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高．450℃、1atm时，转化率已达97.5％，450℃、1000atm 时，转化率仅99.7％，所以不采用高压．工业应用：200 ～ 500 atm2．温度分析：从反应速率看温度越高越好，从转化率看，正反应是放热反应，温度越高转化率越低，不利于氨的合成，考虑催化剂的活性温度．工业应用：500℃3．催化剂分析：使用催化剂可极大提高反应速率，同时由于吸附在催化剂表面的反应物浓度增大，也能增大反应速率．工业应用：铁触媒——以铁为主体的多成分催化剂．4．浓度的选择减小生成物的浓度和增大反应物的浓度，所以分离生成的氨，补充氢气、氮气．练习：1．在一定温度和压强下，氮气和氢气以1∶3体积比相混合，反应到达平衡时，混合气体总体积中有15％的氨气．求混合气中氮气、氢气的体积分数．N 2 + 3 H 2 2 NH 3起始体积（L ） 1 3变化体积（L ） x 3x 2x平衡体积（L ） 1－x 3－3x 2x15％x x x x 2)33()1(2+-+-=x = 236 则：N 2：21.25％，H 2：63.75％2．在密闭容器中进行合成氨反应，在恒温下，若氮气和氢气的起始浓度分别为4 mol/L 和8 mol/L ，到达平衡后，有10％的氮气发生了反应，通过计算说明：①．平衡建立后密闭容器中的压强有何变化？②．此时氨占总体积的百分数是多少？③．到达平衡时，如果使氨的浓度变为1 mol/L ，则需采取哪些措施（不计算）？①． N 2 + 3 H 2 2 NH 3起始浓度（mol/L ） 4 8变化浓度（mol/L ） 4×10％ 3×4×10％ 2×2×10％平衡浓度（mol/L ） 4－0.4 8－1.2 0.893.0848.08.66.3121212=+++===VC VC n n P P 则：是反应前的93.3％②．％＝＋＋＝＝总总1.76.38.68.08.033n n V V NH NH ③．加压、降温．3．接触法制硫酸中，煅烧黄铁矿（FeS 2）所得气体含N 278％、O 211％、SO 27％、CO 24％，进入合成塔反应（2 SO 2 + O 2 2 SO 3），气体体积变为原来的96.7％，求SO 2的转化率及反应后O 2和N 2的体积比？2 SO 2 + O 2 2 SO3 △V取100体积原气 2 1 1x = 6.6 y = 3.3 100－96.7SO 2转化率＝76.6＝94.3％反应掉O 2＝3.378077783.31122=-=N O V V4．将相同状况的氢气和氮气各560 L ，使其混合并且发生反应，到达平衡后得到896 L 混合气体（STP ），求混合气体中各成分的物质的量？N 2 + 3 H 2 2 NH 3起始体积（L ） 560 560变化体积（L ） x 3x 2x平衡体积（L ） 560－x 560－3x 2x890 ＝ 2 x +（560－x ）+（560－3x ）x = 112 L物质的量：N 2：20 mol 、 H 2：10 mol 、NH 3：10 mol。

合成氨反应的反应条件-概述说明以及解释

合成氨反应的反应条件
合成氨反应，即氮气与氢气通过化学反应合成氨气的过程，其理想的反应条件是经过精心设计和优化的，以确保在工业化生产中实现高效且经济的氨合成。

具体而言，包括以下几点：
1. 高温条件：反应通常在约500摄氏度的环境下进行，这是一个看似矛盾但实则必要的条件。

尽管合成氨反应本身是一个吸热反应（即需要吸收热量），在这样的高温下，反应速率得以显著提升，并且所使用的铁基催化剂在此温度下活性达到最佳状态。

2. 高压环境：为了促使反应尽可能向着生成氨的方向进行，系统需维持在高压状态，一般为20至50兆帕(MPa)的压力范围内。

高压有助于增加气体分子间的碰撞频率和强度，从而使氮气和氢气更容易结合成氨气，同时也有利于反应平衡向产物氨的生成方向移动，从而提高氨的产率。

3. 催化剂使用：合成氨反应离不开催化剂的作用，其中最著名的是哈伯-博世法中采用的铁触媒。

催化剂可以显著降低反应的活化能，加速反应进程，使得即使在较高的温度下，氮气和氢气仍能有效地转化为氨气。

综上所述，合成氨工业生产在兼顾反应动力学和热力学的基础上，选择了高温、高压及特定催化剂这三个关键条件，以期在实际操作中取得最大的经济效益和技术可行性。

这些严苛条件的选择既是为了克服反应本身的难点，也是为了实现大规模生产的实际需求。

合成氨条件的选择

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(2)增大压强时合成SO3是否有利?在实际生产中应如何选择压强?为什么?
有利。在实际生产中应采取常压，因常压下反应物已有很高转化率，增大压强虽然可提高SO2转化率，但对设备要求也高，得不偿失。
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(3)生产中要用过量的空气，为什么?
用过量的空气，可增大反应物中O2的浓度，从而加快反应速率，并提高SO2的转化率。
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合
成氨第条四件节
的
选择
[复习提问] 1.影响化学反应的因素有哪些？ 2.要使一个化学平衡发生移动,可改变哪些条件?
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一、合成氨的条件选择 1.压强 20 MPa～50MPa 2.温度 500℃左右 3．催化剂铁触媒——以铁为主体的多成分催化剂。
那么，从平衡混合气中分离出NH3，利用了氨气的什么性质呢? 易液化合成氨是在什么设备中进行的? 合成塔。 ①有耐高压的厚壁；②安放有厚层的催化剂；③有热交换器。
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由于合成氨的反应是放热反应，通过热交换器，可以预热氮、氢混合气体，使热量得到充分利用，那么这样的设备是不是最好的设备呢?将来还有可能有更好的设备吗?请同学们阅读课本——合成氨工业的发展前景。
改变浓度。
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4．浓度：分离出NH3后的N2、H2循环使用，并及时补充原料气。对，N2和H2开始以1：3的体积比进入合成塔，分离出来的气体中N2和H2仍为 1：3，再以1：3的体积比补充原料气，就可以使反应物始终保持一定的浓度，避免了不断调整反应物配比的麻烦。
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二、会，因为新催化剂可以使反应在较低温度下就有很大的反应速率，这样降低了反应所需温度，低温有利于平衡正向移动，增大NH3的产量，这样就可以减缓生产中对压强的要求而减少设备制造的投资。

合成氨条件的选择

合成氨条件的选择1．复习重点1．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。

2．难点聚焦1．合成氨条件的选择工业上用N 2和H 2合成氨： N 2+3H 2 2NH 3+Q 从反应速率和化学平衡两方面看，选择什么样的操作条件才有利于提高生产效率和降低成本呢？从速率看，温度高、压强大（即N 2、H 2浓度大）都会提高反应速率；从化学平衡看，温度低、压强大都有利于提高N 2和H 2的转化率。

可见，压强增大，从反应速率和化学平衡看都是有利于合成氨的。

但从生产实际考虑，压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，将使成本增大。

故一般合成氨厂采用的压强是20~50MPa 帕斯卡。

而温度升高，有利于反应速率但不利于N 2和H 2的转化率。

如何在较低的温度下保持较大转化率的情况下，尽可能加快反应速率呢？选用合适的催化剂能达到这个目的。

那么，较低的温度是低到什么限度呢？不能低于所用催化剂的活性温度。

目前使用的催化剂是以铁为主体的多成分催化剂——又称铁触媒。

其活性温度为450℃~550℃，即温度应在450~550℃为宜。

将来如制出活性温度更低、活性也很在的新型催化剂时，合成氨使用的温度当然比现在要低，转化率就能更高了。

选择适宜的条件：根据N 2+3H 2 2NH 3+Q 这一反应的特点，运用化学反应速率和化学平衡的理论来选择适宜条件。

该反应为可逆、体积减小、正反应为放热等特点。

（1）适宜的压强：为何强调适宜？压强越大、有利于NH 3的合成，但太大，所需动力大，材料强度高，设备制造要求高，成本提高，选择2×107~5×107Pa 压强。

思考：工业上生产H 2SO 4：2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g)为何不采用加压方法？（因为在常压下SO 2的转化率已达91%，不需要再加压）（2）适宜的温度：温度越低越有利于NH 3的合成，为何还要选择5000C 高温？因为温度越低，反应速率越小，达平衡时间长，单位时间产量低，另外5000C 时，催化剂活性最大。

3.5合成氨条件的选择(理科)

合成氨条件的选择（理科）〖教学目标〗1.运用化学反应速率的化学平衡的原理，选择合成氨的适宜条件。

2.了解合成氨工业的发展前景。

〖重点、难点〗合成氨的适宜条件的选择。

〖课时安排〗2课时〖教学过程〗第一课时[引言]合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要的意义，对我国实现农业现代化起着重要的作用。

下面我们将学习化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，共同来探讨合成氨条件的选择问题。

[板书]一、合成氨条件的选择[分析]氮气与氢气反应生成氨的特点：正反应放热；气体体积减小的可逆反应。

[讨论]见教材。

要使合成氨的化学反应速率增大，可采取的方法有：升高温度、增大压强及使用催化剂等。

[讲解]由于合成氨是可逆反应，在生产上，仅仅考虑使合成氨的化学反应速率增大还是不行的，还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。

[分析]教材表2-3[讨论]见教材。

要提高平衡混合物中NH3的含量，应采取的方法是：在温度一定时增大压强；在压强一定时降低温度。

[板书]1.压强[分析讲解]理论上讲，在温度一定时增大压强，有利于提高平衡混合物中NH3的含量，并且压强越大，平衡混合物中NH3的含量越高。

但在实际生产中，要考虑动力、材料设备等条件，尽可能降低生产投资，提高综合经济效益。

目前我国的合成氨厂一般采用的压强是20MPa～50Mpa[板书]2.温度[分析讲解]合成氨是放热反应，升高温度虽可增大反应速率，但会降低平衡混合物中NH3的含量。

温度过低，反应速率很小，需要很长时间才能达到化学平衡，这在工业上是很不经济的。

所以综合考虑：在实际生产上，合成氨反应一般选择在500℃左右的温度下进行。

此时铁触媒的活性也最大。

[板书]3.催化剂[分析讲解]N2分子结构稳定，即使在高温、高压下，合成氨的反应仍然进行得十分缓慢。

所以要加入催化剂，以降低反应所需的能量，使反应在较低的温度时能进行得较快。

目前，催化剂产要使用铁触媒。

铁触媒在500℃左右时的活性最大。

合成氨条件的选择

合成氨条件的选择前言合成氨是工业生产中的重要化学反应，它的产生需要一定的条件。

本文将从氨的应用、工业生产方法、热力学条件和催化剂等方面进行介绍，以便于后续的工业生产。

氨的应用氨是一种重要的工业原料，在农业、石油化工、制药、化学研究等领域有着广泛的应用。

其中，农业是应用量最大的领域，主要是用来制造氮肥，提高农作物的产量和品质。

工业生产方法目前，合成氨的主要工业生产方法是哈伯-卡斯纳过程，该过程是在一定的热力学条件和催化剂的作用下，将氮气和氢气直接反应生成氨气。

该方法曾经被认为是解决饥饿问题的关键技术之一。

下面将从工业生产方法、热力学条件和催化剂等方面对合成氨的条件进行介绍。

哈伯-卡斯纳过程哈伯-卡斯纳过程是经过长期实践验证的，也是目前世界上最经济、效果最好的制取合成氨的方法之一。

该方法的反应原理是将氮气和氢气按一定比例混合后，通过催化剂，在一定的压力存在下进行反应，产生氨气。

其中，催化剂通常选择铁、钴和镍的氧化物或氢氧化物，这些催化剂可引发氢气、氮气的反应，并可稳定反应过程中所需的温度和压力。

热力学条件合成氨的反应是一个放热的过程，因此在反应过程中需要确保温度不超过适宜的范围并且保持足够的压力。

通常情况下，要求反应温度在400-500°C之间，压力在150-300大气压之间。

催化剂在哈伯-卡斯纳过程中，催化剂是核心。

虽然氮气和氢气在一定压力、温度下可以自然反应，但反应速率很慢，难以实现工业生产。

而在催化剂的存在下，反应速率大大加快，可以实现工业化生产。

通常选择铁、钴和镍的氧化物或氢氧化物为催化剂，因为它们的结构稳定，而且反应活性较高。

此外，催化剂的制备方法和使用条件也会直接影响反应效果。

所以，催化剂是制取合成氨过程中不可或缺的一部分。

结语本文从氨的应用、工业生产方法、热力学条件和催化剂等方面对合成氨条件的选择进行了介绍。

在工业化生产中，需确保反应温度、压力和催化剂等条件的准确性和稳定性。

高中化学合成氨条件的选择

下面请综合以上两方面的因素，并结合实际情况讨论实际生产中对压强、温度、浓度等条件的选择。
N2+3H2
2NH3(放热反应)
1、压强怎么选？
分析：①合成氨反应是体积缩小的气
体反应，增大压强既可以增大反应速率，又能提高平衡混合物中氨的含量，所以理论上压强越大越好。
②但是压强越大，对设备的要求高、压缩H2和N2所需要的动力大，因此压强也不宜过高。
合成氨条件的选择
一、合成氨的适宜条件的选择 —化学反应速率和化学平衡知识的运用选择适宜条件的依据、思路和方法：
合成氨的反应原理(方程式）：
N2+3H2
2NH3(放热反应)
请思考这个反应的特点？
这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应。
工业上合成氨，主要要考虑哪些因素？
经济效益和社会效益：
速度要快，原料的利用率要高，单位时间的产量要高。另外还要考虑生产中的消耗能源，原料，设备条件等因素。
（1）主要设备：合成塔
催化剂要在一定温度下效果最好。
综合以上因素，实际生产中温度一般选择在500℃（主要考虑催化剂的活性）左右。
3、用不用催化剂？使用催化剂能否提高合成氨的转化率？
使用催化剂对反应速率有何影响？
实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂（铁触媒），它在500℃时活性较高。
4、浓度怎么定？H2和N2的比例怎么定？增大反应物的浓度可以增大反应速率，
1、合成氨工业的流程
到平衡所需要的时间越长，因此温度也不根据化学平衡的知识请思考：要增大平衡体系中氨的含量、增大原料的转化率可以采用哪些方方法：
宜太低。根据化学反应速率的有关知识，思考：
（2）反应原理：N2+3H2

合成氨条件的选择教案一等奖

合成氨条件的选择教案一等奖1、合成氨条件的选择教案一等奖作为一名教职工，可能需要进行教案编写工作，教案是教学蓝图，可以有效提高教学效率。

如何把教案做到重点突出呢？以下是我为大家整理的合成氨条件的选择教案，希望能够帮助到大家。

教学目标知识目标使学生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；使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法.能力目标培养学生对知识的理解能力，及理论联系实际的应用能力和分析问题、解决问题的能力.情感目标通过学生领悟理论知识对生产实践的指导作用，使学生树立理论和实践相结合的思想认识；并通过知识的运用培养学生的创新精神和科学方法.教学建议教材分析本节教材体现了化学反应速率和平衡移动原理等理论对工业生产实践的指导作用，同时在运用理论的过程中，也可进一步加深学生对所学理论的理解.教材分为两部分：第一部分主要是通过讨论引导学生运用化学反应速率和化学平衡原理等知识，并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，合理地选择合成氨的生产条件.第二部分是拓宽思路方面的内容，主要是探讨合成氨的发展前景.在第一部分内容中，教材针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，首先要求学生利用已学过的知识，讨论为使合成氨的化学反应速率增大所应采取的方法.在此基础上，又据实验数据讨论为提高平衡混合物中的含量所应采取的方法.在两个讨论的'基础上，教材又结合合成氨生产中动力、材料、设备、催化剂的活性等实际情况，较具体地分析了合成氨时压强、温度、催化剂等的选择情况.此外，还结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度等条件对合成氨生产的影响，以及原料的循环使用等问题，以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的.第二部分教学在第一部分的基础上讨论合成氨的发展前景，拓宽学生的思路，主要目的不在于知识本身，而更多地应侧重于培养学生的创新精神和训练科学方法.教学建议第一部分“合成氨条件的选择”的教学：1.提出问题：针对合成氨的反应，首先需要研究如何在单位时间里提高的产量，这是一个化学反应速率问题.2.复习提问：浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结果.3.组织讨论：①为使合成氨的反应速率增大，应采取的方法.②合成氨反应是可逆反应，在实际生产中，仅仅考虑单位时间里的产量问题（化学反应速率问题）还不行，还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中的含量问题（化学平衡的移动问题）.③针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，要求学生利用已学过的知识，讨论为最大限度地提高平衡混合物中的含量所应采取的方法.4.阅读图表实验数据印证理论：学生通过阅读表2—4的实验数据可知，应用平衡移动原理得出的结论与科学实验的结果是完全一致的，这会大大提高学生的学习兴趣.5.综合上面的讨论情况，同时综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，具体地研究合成氨条件的选择问题.此外，要结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度对合成氨生产的影响以及原料的循环使用等问题，以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的.教师可结合讨论过程，让学生进行归纳.第二部分“合成氨工业发展前景”的教学1.以史明理：从介绍18世纪末到20世纪初这100多年里合成氨工业的发展简况入手，以压强选择的变化为例，说明合成氨条件的选择是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联系的，并仍将随之而作相应的改变.2.目前研究课题简介：结合简介，可向学生提出一些问题，启发学生思考，拓宽学生的思路，使学生的科学方法得到训练，如研究催化剂的目的是什么？新催化剂的研制成功，使合成氨反应可在较低温度下进行，是否会减缓合成氨生产中对压强的要求而减少设备制造的投资？等等.配合目前研究课题的简介，教材编写有“化学模拟生物固氮”的阅读材料，可让学生阅读，要求学生拓宽思路、设想甚至想象.教学设计示例第三节合成氨条件的选择教学目标知识目标：1.使学生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.使学生了解应用化学原理选择化工厂生产条件的思路和方法.能力目标：1.教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线，以合成氨知识为中心，结合工业上生产的实际情况，将知识串联、拓展、延伸，培养学生的归纳思维能力.2.在运用理论的过程中，可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力.情感目标：1.通过了解合成氨的全过程，可以激发学生爱科学、探索科学的热情.2.通过合成氨前景的展望，激发学生学习兴趣，使学生体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美.教学过程学生按照自学提纲先自学约15分钟，后教师集中讲解25分钟，巩固训练10分钟.自学提纲：1.影响化学反应速率的因素有哪些？是如何影响的？2.影响化学平衡的条件有哪些？是如何影响的？3.应用化学平衡原理，分析反应：（正反应放热）要制得更多的，可以采用哪些措施？就以上3个问题，教师可组织学生认真的讨论.然后，教师集中讲解.合成氨条件的选择1体积3体积2体积（正反应放热）参看课本P49的表2—5.1.压强.增大压强，有利于的合成，但在实际市产中，压强不可能无限制的增大，因为压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，势必增大生产成本，降低综合经济效益.因此，受动力、材料、设备等条件的限制，目前我国合成氨厂一般采用的压强是.2.温度.合成氨为放热反应，低温有利于氨的生成.但是温度越低，反应速率就慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是很不经济的.综合考虑各种因素，在实际生产上，采用500℃的温度，此时催化剂的活性最大.3.催化剂.由于分子非常稳定，与的化合十分困难，即使采用了加热与高压的条件，合成氨的反应还是十分缓慢.为了加快化合反应速率，降低反应所需要的能量，合成氨工业普遍使用铁触媒作催化剂.在实际生产中，不断补充、（增大反应物浓度），采取迅速冷却的方法（减小生成物浓度），使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使化学平衡不断地向着生成的方向移动.2、合成氨条件的选择教案一等奖作为一位杰出的教职工，通常需要准备好一份教学设计，教学设计是连接基础理论与实践的桥梁，对于教学理论与实践的紧密结合具有沟通作用。

合成氨条件的选择化学教案

合成氨条件的选择化学教案教学目标：1. 了解合成氨的反应原理和反应物。

2. 掌握合成氨的催化剂和反应条件。

3. 能够分析影响合成氨反应速率和产率的因素。

4. 能够设计实验来优化合成氨的条件。

教学内容：第一章：合成氨的反应原理1.1 氮气和氢气的反应原理1.2 合成氨的反应方程式1.3 合成氨的反应热力学性质第二章：合成氨的催化剂2.1 铁催化剂的活性位点2.2 催化剂的制备和活化2.3 催化剂的寿命和再生第三章：合成氨的反应条件3.1 温度对合成氨反应的影响3.2 压力对合成氨反应的影响3.3 氢气与氮气的摩尔比对合成氨反应的影响3.4 催化剂活性与反应条件的关系第四章：影响合成氨反应速率和产率的因素4.1 反应速率理论4.2 影响反应速率的因素4.3 影响产率的因素第五章：实验设计优化合成氨条件5.1 实验设计原则5.2 优化合成氨的温度条件5.3 优化合成氨的压力条件5.4 优化氢气与氮气的摩尔比条件教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实例和图示，使学生更好地理解合成氨的反应原理和反应条件。

2. 通过实验演示和数据分析，使学生掌握影响合成氨反应速率和产率的因素。

3. 引导学生进行实验设计，培养学生的实验操作能力和解决问题的能力。

教学评估：1. 课堂提问和互动讨论，了解学生对合成氨反应原理和反应条件的理解和掌握程度。

2. 实验报告和数据分析，评估学生对影响合成氨反应速率和产率的因素的理解和应用能力。

3. 期末考试，评估学生对整个合成氨条件的选择化学教案的掌握程度。

第六章：合成氨工艺流程与设备6.1 合成氨的工业生产流程6.2 反应器类型及设计6.3 催化剂的装填与活化6.4 工艺条件的控制与优化第七章：合成氨的安全技术与环境保护7.1 合成氨生产过程中的安全问题7.2 防爆、防火、防毒措施7.3 合成氨生产与环境的关系7.4 环保法规与工业废水处理第八章：合成氨催化剂的研究进展8.1 新型催化剂的研究与发展8.2 催化剂的活性评价与表征技术8.3 催化剂的选材与设计原则8.4 催化剂的再生与活化技术第九章：合成氨工业的挑战与新技术9.1 合成氨工业面临的挑战9.2 节能减排与绿色化学9.3 新型合成氨工艺的开发9.4 在合成氨工业中的应用第十章：实验与案例分析10.1 实验目的与要求10.2 实验操作步骤与注意事项10.3 实验数据分析与讨论10.4 案例分析：合成氨工厂的生产实践教学方法：1. 通过案例分析和实际生产数据，使学生了解合成氨工艺流程与设备的知识。

合成氨条件的选择

高二化学教案合成氨条件的选择(精选3篇)

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