高中化學(xué)-工業(yè)合成氨教學(xué)課件設(shè)計(jì)

第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化—工業(yè)合成氨【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,學(xué)會理論聯(lián)系實(shí)際選擇合成氨生產(chǎn)的適宜條件。

2、通過體驗(yàn)合成氨條件選擇的過程，培養(yǎng)分析、推理、解決問題的能力?！局?、難點(diǎn)】聯(lián)系實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)，合成氨適宜條件的選擇。思考：假如你是某合成氨工廠的廠長,在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)中,你重點(diǎn)要考慮問題有哪些?（1）要使氨生成得更多（即提高平衡混合物里氨的含量）

——化學(xué)平衡問題（2）要使氨生成得更快（即提高單位時(shí)間里氨的產(chǎn)量）

——化學(xué)反應(yīng)速率問題（3）盡可能降低成本；如生產(chǎn)設(shè)備所需材料的要求。（4）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。多快好省298K時(shí)，

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol△S=-198.2J.mol-1.k-1信息整合外界條件提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率提高化學(xué)反應(yīng)速率壓強(qiáng)溫度催化劑反應(yīng)物濃度生成物氨的濃度增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)降低溫度升高溫度無影響增大N2和H2

的濃度減小NH3的濃度使用催化劑增大N2和H2

的濃度減小NH3的濃度合成氨適宜條件的探究：

綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的原理，再根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和實(shí)際需要，選擇合成氨的適宜條件。1:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1n(NH3)%n(N2):n(H2)使用催化劑：鐵觸媒，可以大大加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，也提高了經(jīng)濟(jì)效益。合成氨的適宜條件選擇合適的溫度：700K左右，提高反應(yīng)速率，又是合成氨催化劑的活性溫度。選擇合適的壓強(qiáng)：107Pa～108Pa，有利于氨的合成，該壓強(qiáng)下進(jìn)行生產(chǎn)，對動(dòng)力、材料、設(shè)備等來說正合適。濃度：N(N2):N(H2)=1：2.8

，及時(shí)補(bǔ)充N2、H2；將氨氣液化后及時(shí)分離出來，所得原料氣（過量N2、H2）循環(huán)使用。

合成氨從第一次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn)經(jīng)歷了約130年的時(shí)間。德國科學(xué)家哈伯在10年的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了無數(shù)次的探索，單是尋找高效穩(wěn)定的催化劑，2年間他們就進(jìn)行了多達(dá)6500次試驗(yàn)，測試了2500種不同的配方，最后選定了一種合適的催化劑--鐵，使合成氨的設(shè)想在1913年成為工業(yè)現(xiàn)實(shí)。鑒于合成氨工業(yè)的實(shí)現(xiàn)，瑞典皇家科學(xué)院于1918年向哈伯頒發(fā)了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。弗里茨·哈伯2.已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)），其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表應(yīng)采用的壓強(qiáng)是_____，理由是__________________________________________________________________________________________________________(1)應(yīng)選用的溫度是______。450℃常壓因?yàn)槌合耂O2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若采用較大壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高很少，但需要的動(dòng)力更大，對設(shè)備的要求更高。（3）在生產(chǎn)中常用過量空氣的原因是什么？合成氨流程簡圖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【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,學(xué)會理論聯(lián)系實(shí)際選擇合成氨生產(chǎn)的適宜條件。

2、通過體驗(yàn)合成氨條件選擇的過程，培養(yǎng)分析、推理、解決問題的能力。【重、難點(diǎn)】聯(lián)系實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)，合成氨適宜條件的選擇。【學(xué)習(xí)小結(jié)】學(xué)完本節(jié)課,你有哪些收獲和思想感悟?