合成氨反應(yīng)2011.ppt

第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化 工業(yè)合成氨康成中學(xué)臧貽玲 課前預(yù)習(xí)答案 一 H T S 33 1KJ mol 1 0 能 放 減小 減小 降低 增大 1 3 二 N2和H2 升高 增大 加入 三 預(yù)習(xí)檢測(cè) DACBA 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨的適宜條件 2 了解應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理分析化工生產(chǎn)條件的思路和方法 體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇與理論分析的差異 3 通過(guò)對(duì)合成氨適宜條件的分析 認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 預(yù)習(xí)點(diǎn)撥1 合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)2 據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)應(yīng)分別采取什么措施提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率 請(qǐng)?zhí)顚懴卤?氨的濃度 反應(yīng)物的濃度 催化劑 溫度 壓強(qiáng) 速率分析 平衡分析 使NH3生產(chǎn)的快 使NH3生產(chǎn)的多 外界條件 高壓 高壓 低溫 高溫 使用 無(wú)影響 增大濃度 增大濃度 減小濃度 減小濃度 3 合成氨的工業(yè)流程 合成塔 氨分離器 液氨 水冷器 循環(huán)氣體 壓縮機(jī) 循環(huán)壓縮機(jī) 氫氮混合氣 合成氨流程簡(jiǎn)圖 合成氨適宜條件 催化劑 溫度 根據(jù)設(shè)備動(dòng)力選擇壓強(qiáng) N2 H2投料比 及時(shí)分離 鐵觸媒 700K左右 中壓 2 107 3 107Pa 1 2 8 氨氣 探究工業(yè)合成氨反應(yīng)的適宜條件是什么 問(wèn)題探究 思考并討論下列問(wèn)題 1 壓強(qiáng)越大速率越大 平衡轉(zhuǎn)化率越高 工業(yè)上為什么不采用更高的壓強(qiáng) 2 工業(yè)合成氨中為什么選用700K左右的溫度 3 工業(yè)合成氨中把氨氣從混合氣中分離出去的目的是什么 怎樣分離 4 合成氨廠出口中氨含量一般為13 14 工業(yè)生產(chǎn)中采取怎樣措施提高N2 H2的轉(zhuǎn)化率的 壓強(qiáng)越大 所需動(dòng)力越大 對(duì)設(shè)備的要求越高 經(jīng)濟(jì)效益越低 該溫度下催化劑的活性最大 反應(yīng)速率最快 提高N2 H2的轉(zhuǎn)化率 加快反應(yīng)速率液化之后分離 液化分離出NH3后將混合氣循環(huán)操作重新進(jìn)入合成塔 討論總結(jié) 結(jié)合工業(yè)合成氨反應(yīng)條件的選擇思考工業(yè)生產(chǎn)中條件的選擇應(yīng)綜合考慮哪些因素 1 應(yīng)該尋找以較高的反應(yīng)速率獲得適當(dāng)平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件2 經(jīng)濟(jì)效益 如對(duì)耐高溫設(shè)備所需材料的要求 原料的價(jià)格 未轉(zhuǎn)化合成氣 N2和H2 的循環(huán)利用 反應(yīng)熱的綜合利用等3 符合綠色化學(xué)理念 即注意環(huán)境保護(hù) 反應(yīng)物利用率接近百分之百 整理學(xué)案完成例題1 2 例1 C 應(yīng)采用的壓強(qiáng)是 理由是 1 應(yīng)選用的溫度是 450 1 01x105Pa 常壓 3 在生產(chǎn)中常用過(guò)量空氣的原因是什么 提高SO2的轉(zhuǎn)化率 變式訓(xùn)練 2011山東高考28選編 3 CO可用于合成甲醇 反應(yīng)方程式為CO g 2H2 g CH3OH g 實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250 1 3 104kPa左右 選擇此壓強(qiáng)的理由是 在1 3 104kPa下 CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高 如果增加壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大 而生產(chǎn)成本增加 得不償失 例題3 在一定條件下 合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后 混合氣體中NH3的體積占25 若反應(yīng)前后條件保持不變 則反應(yīng)后縮小的氣體體積與原反應(yīng)物體積的之比是 ABCD A 完成當(dāng)堂檢測(cè) DDDC 作業(yè) 1 完成拓展學(xué)案2 完成課本P71練習(xí)題 思考下列問(wèn)題 1 影響反應(yīng)速率的因素有哪些 2 影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件有哪些 3 合成氨反應(yīng)的適宜條件是什么 4 什么是氮的固定 有哪些類型 1 氨的合成反應(yīng) 生產(chǎn)中采用的適宜條件是 A 低溫 高壓 適當(dāng)?shù)拇呋瘎?B 高溫 常壓 C 盡可能高溫 高壓 D 適當(dāng)?shù)臏囟?適當(dāng)?shù)母邏?適宜催化劑 D 練一練 2 在合成氨工業(yè)中 為增加NH3的日產(chǎn)量 下列變化過(guò)程不能使平衡向右移動(dòng)的是 A 不斷將NH3分離出來(lái) B 使用催化劑 C 采用700K左右的高溫 D 采用2 107 5 107Pa的壓強(qiáng) 練一練 BC 3 合成氨所需的H2可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得 其中一步的反應(yīng)為 CO g H2O g CO2 g H2 g 正反應(yīng)放熱 下列措施中 能提高CO轉(zhuǎn)化率的是 A 增大壓強(qiáng)B 降低溫度C