合成氨条件的选择(一)
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。
工业合成氨资料讲解
1. 合成氨工业(1)简要流程(2)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：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气)在高温下制取。
用煤和水制H2的主要反应为：(3)制得的H2、N2需净化、除杂质，再用压缩机制高压。
(4)氨的合成：在适宜条件下，在合成塔中进行。
(5)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，并将没有完全反应的N2和H2循坏送入合成塔，使之充分利用。
2.合成氨条件的选择(1)合成氨反应的特点：合成氨反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应：(2)合成氨生产的要求：合成氨工业要求：○1反应要有较大的反应速率；○2要最大限度的提高平衡混合物中氨气的含量。
(3)合成氨条件选择的依据:运用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素来选择合成氨的适宜生产条件。
反应条件对化学反应速率的影响对平衡混合物中NH3的含量的影响合成氨条件的选择增大压强有利于增大化学反应速率有利于提高平衡混合物中NH3的产量压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等的要求高，因此，工业上一般采用20MPa—50MPa的压强升高温度有利于增大化学反应速率不利于提高平衡混合物中NH3的产量温度升高，化学反应速率增大，但不利于提高平衡混合物中NH3的含量，因此合成氨时温度要适宜，工业上一般采用500℃左右的温度(因该温度时，催化剂的活性最强)使用催化剂有利于增大化学反应速率没有影响催化剂的使用不能使平衡发生移动，但能缩短反应达到平衡的时间，工业上一般选用铁触媒作催化剂，使反应在尽可能低的温度下进行。
○1温度：500℃左右○2压强：20MPa—50MPa ○3催化剂：铁触媒除此之外，还应及时将生成的氨分离出来，并不断地补充原料气，以有利合成氨反应。
(6)合成氨生产示意图3.解化学平衡题的几种思维方式(1)平衡模式思维法(三段思维法)化学平衡计算中，依据化学方程式列出“起始”“变化”“平衡”时三段各物质的量(或体积、或浓度)，然后根据已知条件建立代数式等式而进行解题的一种方法。
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。
【知识解析】工业合成氨适宜条件的分析
工业合成氨适宜条件的分析1 压强（1）理论分析和对实验数据的分析均表明，合成氨时压强越大越好。
压强对工业合成氨的影响如图2－4－1所示：优点如图2－4－1，压强越大，合成氨反应的反应速率越大，原料的转化率越高，平衡混合物中氨的体积分数越高400 ℃下平衡时氨的体积分数随压强的变化示意图图2－4－1缺点压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益（2）目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30 MPa。
2 温度（1）根据平衡移动原理，合成氨应该采用低温以提高平衡转化率。
温度对工业合成氨的影响如图2－4－2所示：优点如图2－4－2，温度越低，原料的转化率越高，平衡混合物中氨的体积分数越高10 MPa下平衡时氨的体积分数随温度的变化示意图图2－4－2缺点温度降低会使化学反应速率减小，反应达到平衡所需时间变长，经济效益降低（2）目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃。
3 催化剂（1）目前，合成氨工业中普遍使用的催化剂：铁触媒（以铁为主体的多成分催化剂）。
（2）催化原理：改变反应历程，降低反应的活化能。
如图2－4－3所示：图2－4－3（3）铁触媒在500 ℃左右时的活性最大，这也是合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的重要原因。
注意原料气需预先净化，防止原料气中的杂质使催化剂“中毒”。
4 合成氨的生产流程（1）生产流程图2－4－4（2）流程分析①原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性。
②压缩机加压：增大压强。
③热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。
④冷却：生成物NH3的液化需较低温度，采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。
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。
合成氨条件的选择
速率要快、产率要高 活性要最大
合成氨条件的选择
一 . 理论分析
反应式 反应特点
分析角度 条件
N2 + 3H2
2NH3
压强 理 温度 论 条 催化剂 件 反应物浓度
可逆反应，气体总体积缩小，放热反应 理 合成氨的速率要快 论 氨的平衡浓度要大 理 论
高压
高压
低温
高温
使用
不影响
增加易得廉价原料N2的浓度，提高高价原料H2的利用 率，及时分离氨气使平衡向生成氨气的方向移动
阅读、讨论、思考、填写下表
1.既然加压既提高速率又提高氨产量,那么是 否压强越大越好?
2.既然降温有利于平衡向生成氨的方向移动 ,那么是否温度越低越好?
3.既然催化剂对化学平衡移动没有影响,那么 合成氨工业要使用催化剂?
好
相关问题
动力、材料强度、设 备制造要求
速率和产 率需兼顾 使 用
人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能第四节化学反应的调控练习含答案
第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应的调控基础过关练题组一合成氨条件的选择1.(2024辽宁沈阳部分学校期中)合成氨工业的主要反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH<0,在密闭容器中进行。
下列说法正确的是()A.其他条件不变,及时分离出NH3,会降低NH3的产率B.使用催化剂可使N2的转化率达到100%C.其他条件不变,增大压强不仅能提高反应物的转化率,还能缩短达到平衡的时间D.其他条件不变,温度越高,氨气的产率越高2.下列有关合成氨工业的说法正确的是()A.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应,在低温或常温下可自发进行B.恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成C.合成氨厂一般采用的压强为10 MPa~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最高D.N2的量越多,H2的转化率越大,因此,充入的N2越多越有利于NH3的合成3.(2024广东揭阳期中)工业合成氨的流程如图所示,有关说法错误的是()A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒B.步骤②中“加压”既可以提高原料的平衡转化率,又可以加快反应速率C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率D.产品液氨除可用来生产化肥外,还可用作制冷剂题组二化学反应的调控4.(2024北京第二中学模拟)某化工厂生产硝酸的流程如图1所示;其他条件相同时,装置③中催化剂铂网的成分、温度与氧化率的关系如图2所示。
下列说法不正确的是()图1图2A.该流程中,①③④发生了氧化还原反应B.②中利用氨易液化的性质实现反应物和生成物的分离C.③中最佳反应条件是铂网成分为纯铂、温度为900 ℃D.④中通入过量空气可以提高硝酸的产率5.(经典题)在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)ΔH=-196.6 kJ/mol。
下表列出了恒容刚性容器中,在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率。
下列说法错误的是()平衡时SO的转化率/%A.在达到平衡时充入He增大压强,不能增大SO2的转化率B.为了增大SO2的转化率,可以控制SO2与O2的投料比小于2C.应选择的适宜生产条件是450 ℃,10 MPaD.在实际生产中,选定的温度为400~500 ℃,主要原因是考虑催化剂的活性能力提升练题组一工业合成氨条件的选择与分析1.(2023山西大学附中月考)工业合成氨反应包含多个基元反应,其反应机理如图所示,已知各物种在催化剂表面吸附放出能量。
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
(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。
2020/11/16
(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。
2020/11/16
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?
2020/11/16
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。
2020/11/16
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。
2020/11/16
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。
2020/11/16
2020/11/16
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。
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。
合成氨的工艺条件
合成氨的工艺条件合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于制造肥料、农药、塑料、纤维和其他化学产品。
下面将详细介绍合成氨的工艺条件。
1. 反应原料：合成氨的反应原料主要包括氢气和氮气。
氢气常采用气体压缩机将氢气压缩到高压，氮气则从空气中通过分离提取出来。
合成氨的反应物是氮气和氢气的混合气体，总压力通常为100-300 atm。
2. 催化剂：合成氨反应通常需要使用催化剂来降低反应温度和提高反应速率。
最常用的催化剂是铁-钼催化剂，它通常是以氧化铁和氧化钼为主要成分。
这种催化剂能够在相对较低的温度下催化氢气和氮气的反应。
3. 反应温度：合成氨的反应温度通常为300-550。
在这个温度范围内，氢气和氮气可以与催化剂发生反应，生成氨气。
反应温度的选择需要考虑到反应速率和催化剂的稳定性。
4. 反应压力：合成氨的反应压力通常为100-300 atm。
较高的压力有助于提高反应速率和氨气的产量。
然而，过高的压力会增加设备的运行成本和维护难度，因此，需要在经济性和反应效率之间找到平衡。
5. 反应时间：合成氨的反应时间通常为2-6小时。
反应时间的选择需要考虑到反应速率和设备的运行效率。
较长的反应时间有助于提高氨气的产量，但也会增加生产周期和能源消耗。
6. 反应装置：合成氨的反应通常采用固定床反应器。
反应器通常是由催化剂床和加热器组成的容器。
氢气和氮气从反应器的上部通入，在催化剂的作用下发生反应，生成氨气，然后通过反应器的底部排出。
7. 优化工艺条件：为了提高合成氨的生产效率，可以采取一些优化措施。
例如，可以改变催化剂的配方，优化反应温度和压力的组合，改进氢气和氮气的供应方式，以及改进反应器的结构等。
这些优化措施可以提高反应速率和氨气的产量，从而降低成本和提高经济效益。
总结起来，合成氨的工艺条件包括反应原料、催化剂、反应温度、反应压力、反应时间和反应装置等。
通过优化这些条件，可以提高合成氨的产量和生产效率，实现高效、经济的合成氨生产。
高二化学合成氨条件的选择(1)
Ca5(PO4)3F+OH-
5、
解析：溶液变成淡蓝色，是由于平衡向左移动，移
向生成水合铜离子[Cu(H2O)4]2+一方。当加水时，既可看做增
加了生成物之一水的量，又可看做对[Cu(H2O)4]2+和Cl-浓度起
降低影响大的一方；加入Ag-NO3溶液，Ag++Cl-
AgCl↓，
使反应物一方的Cl-浓度在平衡体系中减小，平衡移向浓度减
就会受到腐蚀，其原因是_________________________，已知
Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面矿化产物更小，质地更坚固。请 用离子方程式表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的
原因________________________________________。
5、氯化铜溶液为淡蓝色，当加入浓盐酸后，溶液就会变成黄
增加CH3OH的产量，应该采取的措施是 （ B ）。
A、高温、高压 C、低温、低压
B、适宜的温度、高压、催化剂 D、高温、高压、催化剂
2、在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：
催化剂
2SO2 + O2
2SO3 △H<0，试回答下列问题：
⑴ 生产过程中常常通入过量的空气，你认为其原因是什么？
综合以上两点，实际生产中压强一般 选择在20MPa---50MPa之间。
2、温度怎么选择？
①因为正反应方向是放热的反应，所 以降低温度有利于提高平衡混合物中氨的 含量。
②可是温度越低，反应速率越小，达 到平衡所需要的时间越长，因此温度也不 宜太低。
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。
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。
高二化学合成氨条件的选择
嘴哆市安排阳光实验学校高二化学合成氨条件的选择知识精讲 人教版一. 本周教学内容合成氨条件的选择二. 重点、难点1. 使学生理解合成氨的化学原理，并能应用化学反应速率和化学平衡理论，选择合成氨的适宜条件，从而培养学生分析问题和解决问题的能力。
2. 了解合成氨工业生产的主要流程。
3. 向学生介绍我国解放后合成氨工业的发展情况，对学生进行爱国主义教育。
三. 具体内容自学提纲：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，要制得更多的氨，可以采用哪些措施？ （一）原理1体积 3体积 2体积（正反应放热）合成氨反应)(3)(22g H g N +KJ g NH 4.92)(23+分析角度反应要求 外界条件使氨生成得快（从化学反应速率分析）使氨生成得多 （从化学平衡分析）压强 （高压） （高压） 温度 （高温） （低温） 是否要用催化剂（使用）（不影响）学反应速率和化学平衡移动的条件，再根据工业生产的特点和实际需要，才能正确地选择合成氨工业的适宜条件。
（二）适宜条件的选择1. 压强。
增大压强，有利于3NH 的合成，但在实际生产中，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 MPa 20～MPa 50。
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2N 分子非常稳定， 2N 与 2H 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。
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第四节合成氨条件的选择（一）
教学目标：
使学生理解合成氨的化学原理，并能应用化学反应速率和化学平衡理论指导合成氨条件的选择，从而培养学生分析问题、解决问题的能力。
通过本节课的教学，让学生明确工业生产中生产条件的选择。
教学设想：
课本通过对合成氨反应特点的分析，引导学生通过P49的两个讨论问题，让学生结合反应速率和平衡移动原理对合成氨条件的选择。
接下来指出工业生产中由于条件的限制，分析工业生产中合成氨的具体条件。
应该说，课本中已经体现一定的探究教学思想。
为此，教学过程中把教学模式定位在引导学生探究模式上（即采取“创设情景——提出问题——探讨研究——归纳总结”程序），以培养学生分析问题、解决问题的能力。
教学过程：
第一步、复习回顾
通过以下三个问题的回顾，激活学生原有认知结构中的知识。
问题：
1、写出工业上合成氨的反应；
2、回顾氮气的化学性质；
3、简单回顾外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。
第二步、引导探究
首先，引导学生分析合成氨反应的特点（可逆、体积减小、正反应放热、反应较难进行——因为氮气很稳定）。
其次、提出问题：“假设聘你为某合成氨工厂的技术顾问，你将为提高生产效益提供那些参考意见？”（学生也许会从不同角度展开讨论，教师应有意识的把学生限定在加速合成氨反应速率和提高产率两个方面）。
第三、让学生变讨论边填写下列表格。
第五、提出问题、引导探究
问题1、从反应速率的角度，反应要求在高温下进行有利于加快反应速率；从化学平衡的角度，反应要求在低温度下进行有利于平衡右移。
如何解决这一矛盾？
问题2、资料表明，合成氨工业生产中，采用的条件一般是“20~50MPa、500℃、铁触媒”。
如何理解这一反应条件的选择？
第七、引导学生归纳总结
1、合成氨工业生产中，采用哪些条件以提高生产效益？
2、在实际过程中，对某合成工业生产条件的选择一般应从哪些角度去考虑？（化学反应速率、化学
平衡、生产动力、材料、设备等）
第八、课堂练习：P52一、1，2；四；P55。