高二化學合成氨條件的選擇省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎課件

合成氨條件選擇1/18一、合成氨適宜條件選擇

—化學反應速率和化學平衡知識利用

選擇適宜條件依據(jù)、思緒和方法：

合成氨反應原理(方程式）：

N2+3H22NH3(放熱反應)

這是一個氣體總體積縮小、放熱可逆反應。

請思索這個反應特點？2/18

工業(yè)上合成氨，主要要考慮哪些原因？

依據(jù)化學反應速率相關知識，思索：————————，——————，————————

，都能夠使合成氨化學反應速率增大。

增大壓強升高溫度使用催化劑

經濟效益和社會效益：速度要快，原料利用率要高，單位時間產量要高。另外還要考慮生產中消耗能源，原料，設備條件等原因。3/18

依據(jù)化學平衡知識請思索：要增大平衡體系中氨含量、增大原料轉化率能夠采取哪些方法？

增大壓強，降低溫度，減小生成物濃度都能夠提升原料轉化率。

下面請綜合以上兩方面原因，并結合實際情況討論實際生產中對壓強、溫度、濃度等條件選擇。4/18N2+3H22NH3(放熱反應)1、壓強怎么選？

分析：①合成氨反應是體積縮小氣體反應，增大壓強既能夠增大反應速率，又能提升平衡混合物中氨含量，所以理論上壓強越大越好。②不過壓強越大，對設備要求高、壓縮H2和N2所需要動力大，所以壓強也不宜過高。5/18

綜合以上兩點，實際生產中壓強普通選擇在20MPa---50MPa之間。

2、溫度怎么選擇？①因為正反應方向是放熱反應，所以降低溫度有利于提升平衡混合物中氨含量。

②可是溫度越低，反應速率越小，到達平衡所需要時間越長，所以溫度也不宜太低。催化劑要在一定溫度下效果最好。6/18

綜合以上原因，實際生產中溫度普通選擇在500℃（主要考慮催化劑活性）左右。

3、用不用催化劑？

使用催化劑能否提升合成氨轉化率？使用催化劑對反應速率有何影響？

實際生產中選取鐵為主體多成份催化劑（鐵觸媒），它在500℃時活性較高。7/18

4、濃度怎么定？H2和N2百分比怎么定？

增大反應物濃度能夠增大反應速率，減小生成物濃度能夠使平衡正向移動。所以能夠用保持一定氮、氫濃度，降低氨氣濃度方法，提升合成氨效率和產量。

實際生產中處理方法：及時將氣態(tài)氨冷卻液化而分離出去；及時補充氮氣和氫氣，使其保持一定濃度。8/18

舉例：在合成氨工業(yè)中，為增加氨氣日產量，在實現(xiàn)此目標過程中與平衡移動無關是

（A）不停將氨分離出來（B）使用催化劑（C）采取500℃高溫（D）采取20-50Mp壓強9/18二、合成氨工業(yè)介紹：

1、合成氨工業(yè)流程原料氣制取—凈化—壓縮—合成—分離

—液氨

N2H2

原料氣制取N2：液化空氣，蒸發(fā)分離出氮氣H2：用水和燃料在高溫下制取。如：C+H2O（g）CO+H2，CO+H2O（g）CO2+H2

思索：1molC能制取多少氫氣？10/18

2、氨合成：

（1）主要設備：合成塔

（2）反應原理：N2+3H22NH3高溫高壓催化劑

三、構想合成氨發(fā)展前景氮固定：把游離態(tài)氮轉化為化合態(tài)氮過程。①人工固氮（化學固氮）：成本高、轉化率低、效率低。②生物固氮（根瘤菌）：常溫常壓、成本低、轉化率高。⑴新型催化劑催化合成⑵化學模擬生物固氮11/18[課堂練習]

1、有平衡體系CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0

，為了增加CH3OH產量，應該采取辦法是（）。A、高溫、高壓B、適宜溫度、高壓、催化劑

C、低溫、低壓D、高溫、高壓、催化劑B催化劑

2、在硫酸工業(yè)中，經過以下反應使SO2氧化為SO3：

2SO2+O22SO3△H<0，試回答以下問題：⑴生產過程中經常通入過量空氣，你認為其原因是什么？⑵實際生產控制溫度為400℃-500℃，為何？⑶增大壓強對上述反應有何影響？工業(yè)上經常采取常壓，為何？12/18100atm200atm300atmTN2轉化率0300atm200atm100atmTN2轉化率0TN2轉化率0TN2轉化率0100atm200atm300atm100atm200atm300atm3、能正確反應出：N2

(g)+3H2

(g)2NH3

(g)△H<0關系是（）。ABCDD13/184、牙齒表面由一層堅硬、組成為Ca5(PO4)3OH物質保護著，它在唾液中存在以下平衡：Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-，進食后，細菌和酶作用于食物，產生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是_________________________，已知Ca5(PO4)3F(固)溶解度比上面礦化產物更小，質地更堅固。請用離子方程式表示當牙膏中配有氟化物添加劑后能預防齲齒原因________________________________________。5、氯化銅溶液為淡藍色，當加入濃鹽酸后，溶液就會變成黃綠色，這種顏色改變是由以下可逆反應引發(fā)：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O以下方法能使溶液變成淡藍色是（）A、加蒸餾水B、加AgNO3溶液C、加NaCl溶液D、加鹽酸AB14/184、答案（1）有機酸與OH-中和，使平衡向脫礦方向移動。（2）F-+Ca5(PO4)3OHCa5(PO4)3F+OH-5、解析：溶液變成淡藍色，是因為平衡向左移動，移向生成水合銅離子[Cu(H2O)4]2+一方。當加水時，既可看做增加了生成物之一水量，又可看做對[Cu(H2O)4]2+和Cl-濃度起降低影響大一方；加入Ag-NO3溶液，Ag++Cl-AgCl↓，使反應物一方Cl-濃度在平衡體系中減小，平衡移向濃度減小一方。所以，A、B是正確。答案：A、B15/186、合成氨工業(yè)中，原料氣（N2、H2及少許CO、NH3混合氣）在進入合成塔前慣用醋酸二氨合銅（I）溶液來吸收原料氣中CO，其反應是：[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO△H<0（1）必須除去原料氣中CO原因是_______。（2）醋酸二氨合銅（I）吸收CO生產適宜條件應是_______。（3）吸收CO后醋酸銅氨溶液經過適當處理又可再生，恢復其吸收CO能力以供循環(huán)使用。醋酸銅氨溶液再生生產適宜條件應是______。解析：分析吸收CO反應特點：正反應是氣體體積縮小放熱反應，對于這么一個可逆反應，用化學平衡原理及相關知識可做以下解答：（1）除CO原因是預防合成塔中催化劑中毒；（2）吸收CO適宜條件應選擇：低溫、高壓；（3）醋酸銅氨再生生產適宜條件是：高溫低壓。16/18謝謝17/18；/小學數(shù)學試題網(wǎng)duh50exc樹。作法話，在院子里也夠了吧？何況蘇老太太正要找高人看這兩棵樹。于是張神仙就出現(xiàn)在了兩棵芙蓉樹邊，既沒有捏法訣、也沒有畫符咒，甚至都沒有好好看它們。他眼睛，實際上一直都在偷偷瞟表屋子?！澳俏葑永?，現(xiàn)在其實沒有住人?！泵鬟h不得不對他解釋，帶一點諷刺。張神仙吃驚道：“你認為我真連一個屋子有沒有住人都看不出來嗎？”“那你——”“我在看足跡?！睆埳裣珊眯慕忉?。“足跡？”第三十三章夢驚戲臺見神仙（6）“人并不是經常能有機會瞻仰真仙足跡?！睆埳裣筛袊@道，“所以見面也不一定認得出來，要好生勘察?！薄斑@么說來，你認可自己還不是真仙？”明遠饒有興致問?！安徽?，但也夠使了。我看我這趟是白來了?！睆埳裣芍钢鴥煽密饺貥浯笱圆粦M，“叫你們家老太太別擔心這兩棵樹了，養(yǎng)著就行了，它們死不了。”“……就這么？”明遠詫異?！斑€要怎樣？好罷好罷！”張神仙摸著樹枝，嘀咕了一番，似乎是說些什么“不死就活著唄”，“死了還能投胎，怕啥？”“嘿，怕就更得好好活著了！”完了也沒見那樹有什么反應。他已經志得意滿直起腰來，又舉手把屋子包含在內畫個圈兒：“雖不是什么在簿在冊大神仙，也好生養(yǎng)護著罷，受偏重呢！”明遠必須問個清楚：“你是說，這房子、這花樹，真有神明，得小心養(yǎng)護才有好報？怎樣才叫小心養(yǎng)護？萬一觸怒了有什么惡報么？怎樣會觸怒？”張神仙雙目圓睜，念誦曰：“什么是真？你若信時，萬物有靈，萬物皆佛，舉頭三尺有神明。什么是幻？你若橫時，明槍不礙，暗箭不防，鐵齒銅牙水上漂。咄！拋卻真金烹烈火，挑來蠢雪苦塞井！”念到后頭竟然還唱起來了，明遠很擔心他唱到激動處會雙眼上翻叉腿揚臂跳起大神來。張神仙突然收聲，疲憊而滿足站了一會兒，向明遠示意道：“嗯？”明遠沒反應過來：“嗯？”“車馬費?！睆埳裣珊Φ溃拔页鲈\一場，總要有個辛勞錢吧？”“你有出診嗎？”明遠怒了。“你家病人應該好了吧?！睆埳裣砷e閑道。果然下人來報：表服了藥，平定下來，劉大夫說，慎重飲食，無