合成氨反应2011.ppt

第四节化学反应条件的优化 工业合成氨康成中学臧贻玲 课前预习答案 一 H T S 33 1KJ mol 1 0 能 放 减小 减小 降低 增大 1 3 二 N2和H2 升高 增大 加入 三 预习检测 DACBA 学习目标 1 了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件 2 了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法 体验实际生产条件的选择与理论分析的差异 3 通过对合成氨适宜条件的分析 认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用 预习点拨1 合成氨反应的特点2 据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率 请填写下表 氨的浓度 反应物的浓度 催化剂 温度 压强 速率分析 平衡分析 使NH3生产的快 使NH3生产的多 外界条件 高压 高压 低温 高温 使用 无影响 增大浓度 增大浓度 减小浓度 减小浓度 3 合成氨的工业流程 合成塔 氨分离器 液氨 水冷器 循环气体 压缩机 循环压缩机 氢氮混合气 合成氨流程简图 合成氨适宜条件 催化剂 温度 根据设备动力选择压强 N2 H2投料比 及时分离 铁触媒 700K左右 中压 2 107 3 107Pa 1 2 8 氨气 探究工业合成氨反应的适宜条件是什么 问题探究 思考并讨论下列问题 1 压强越大速率越大 平衡转化率越高 工业上为什么不采用更高的压强 2 工业合成氨中为什么选用700K左右的温度 3 工业合成氨中把氨气从混合气中分离出去的目的是什么 怎样分离 4 合成氨厂出口中氨含量一般为13 14 工业生产中采取怎样措施提高N2 H2的转化率的 压强越大 所需动力越大 对设备的要求越高 经济效益越低 该温度下催化剂的活性最大 反应速率最快 提高N2 H2的转化率 加快反应速率液化之后分离 液化分离出NH3后将混合气循环操作重新进入合成塔 讨论总结 结合工业合成氨反应条件的选择思考工业生产中条件的选择应综合考虑哪些因素 1 应该寻找以较高的反应速率获得适当平衡转化率的反应条件2 经济效益 如对耐高温设备所需材料的要求 原料的价格 未转化合成气 N2和H2 的循环利用 反应热的综合利用等3 符合绿色化学理念 即注意环境保护 反应物利用率接近百分之百 整理学案完成例题1 2 例1 C 应采用的压强是 理由是 1 应选用的温度是 450 1 01x105Pa 常压 3 在生产中常用过量空气的原因是什么 提高SO2的转化率 变式训练 2011山东高考28选编 3 CO可用于合成甲醇 反应方程式为CO g 2H2 g CH3OH g 实际生产条件控制在250 1 3 104kPa左右 选择此压强的理由是 在1 3 104kPa下 CO的转化率已经很高 如果增加压强CO的转化率提高不大 而生产成本增加 得不偿失 例题3 在一定条件下 合成氨反应达到平衡后 混合气体中NH3的体积占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之比是 ABCD A 完成当堂检测 DDDC 作业 1 完成拓展学案2 完成课本P71练习题 思考下列问题 1 影响反应速率的因素有哪些 2 影响化学平衡移动的条件有哪些 3 合成氨反应的适宜条件是什么 4 什么是氮的固定 有哪些类型 1 氨的合成反应 生产中采用的适宜条件是 A 低温 高压 适当的催化剂 B 高温 常压 C 尽可能高温 高压 D 适当的温度 适当的高压 适宜催化剂 D 练一练 2 在合成氨工业中 为增加NH3的日产量 下列变化过程不能使平衡向右移动的是 A 不断将NH3分离出来 B 使用催化剂 C 采用700K左右的高温 D 采用2 107 5 107Pa的压强 练一练 BC 3 合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而制得 其中一步的反应为 CO g H2O g CO2 g H2 g 正反应放热 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