高二化学合成氨条件的选择省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

合成氨条件选择1/18一、合成氨适宜条件选择

—化学反应速率和化学平衡知识利用

选择适宜条件依据、思绪和方法：

合成氨反应原理(方程式）：

N2+3H22NH3(放热反应)

这是一个气体总体积缩小、放热可逆反应。

请思索这个反应特点？2/18

工业上合成氨，主要要考虑哪些原因？

依据化学反应速率相关知识，思索：————————，——————，————————

，都能够使合成氨化学反应速率增大。

增大压强升高温度使用催化剂

经济效益和社会效益：速度要快，原料利用率要高，单位时间产量要高。另外还要考虑生产中消耗能源，原料，设备条件等原因。3/18

依据化学平衡知识请思索：要增大平衡体系中氨含量、增大原料转化率能够采取哪些方法？

增大压强，降低温度，减小生成物浓度都能够提升原料转化率。

下面请综合以上两方面原因，并结合实际情况讨论实际生产中对压强、温度、浓度等条件选择。4/18N2+3H22NH3(放热反应)1、压强怎么选？

分析：①合成氨反应是体积缩小气体反应，增大压强既能够增大反应速率，又能提升平衡混合物中氨含量，所以理论上压强越大越好。②不过压强越大，对设备要求高、压缩H2和N2所需要动力大，所以压强也不宜过高。5/18

综合以上两点，实际生产中压强普通选择在20MPa---50MPa之间。

2、温度怎么选择？①因为正反应方向是放热反应，所以降低温度有利于提升平衡混合物中氨含量。

②可是温度越低，反应速率越小，到达平衡所需要时间越长，所以温度也不宜太低。催化剂要在一定温度下效果最好。6/18

综合以上原因，实际生产中温度普通选择在500℃（主要考虑催化剂活性）左右。

3、用不用催化剂？

使用催化剂能否提升合成氨转化率？使用催化剂对反应速率有何影响？

实际生产中选取铁为主体多成份催化剂（铁触媒），它在500℃时活性较高。7/18

4、浓度怎么定？H2和N2百分比怎么定？

增大反应物浓度能够增大反应速率，减小生成物浓度能够使平衡正向移动。所以能够用保持一定氮、氢浓度，降低氨气浓度方法，提升合成氨效率和产量。

实际生产中处理方法：及时将气态氨冷却液化而分离出去；及时补充氮气和氢气，使其保持一定浓度。8/18

举例：在合成氨工业中，为增加氨气日产量，在实现此目标过程中与平衡移动无关是

（A）不停将氨分离出来（B）使用催化剂（C）采取500℃高温（D）采取20-50Mp压强9/18二、合成氨工业介绍：

1、合成氨工业流程原料气制取—净化—压缩—合成—分离

—液氨

N2H2

原料气制取N2：液化空气，蒸发分离出氮气H2：用水和燃料在高温下制取。如：C+H2O（g）CO+H2，CO+H2O（g）CO2+H2

思索：1molC能制取多少氢气？10/18

2、氨合成：

（1）主要设备：合成塔

（2）反应原理：N2+3H22NH3高温高压催化剂

三、构想合成氨发展前景氮固定：把游离态氮转化为化合态氮过程。①人工固氮（化学固氮）：成本高、转化率低、效率低。②生物固氮（根瘤菌）：常温常压、成本低、转化率高。⑴新型催化剂催化合成⑵化学模拟生物固氮11/18[课堂练习]

1、有平衡体系CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0

，为了增加CH3OH产量，应该采取办法是（）。A、高温、高压B、适宜温度、高压、催化剂

C、低温、低压D、高温、高压、催化剂B催化剂

2、在硫酸工业中，经过以下反应使SO2氧化为SO3：

2SO2+O22SO3△H<0，试回答以下问题：⑴生产过程中经常通入过量空气，你认为其原因是什么？⑵实际生产控制温度为400℃-500℃，为何？⑶增大压强对上述反应有何影响？工业上经常采取常压，为何？12/18100atm200atm300atmTN2转化率0300atm200atm100atmTN2转化率0TN2转化率0TN2转化率0100atm200atm300atm100atm200atm300atm3、能正确反应出：N2

(g)+3H2

(g)2NH3

(g)△H<0关系是（）。ABCDD13/184、牙齿表面由一层坚硬、组成为Ca5(PO4)3OH物质保护着，它在唾液中存在以下平衡：Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-，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_________________________，已知Ca5(PO4)3F(固)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预防龋齿原因________________________________________。5、氯化铜溶液为淡蓝色，当加入浓盐酸后，溶液就会变成黄绿色，这种颜色改变是由以下可逆反应引发：[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O以下方法能使溶液变成淡蓝色是（）A、加蒸馏水B、加AgNO3溶液C、加NaCl溶液D、加盐酸AB14/184、答案（1）有机酸与OH-中和，使平衡向脱矿方向移动。（2）F-+Ca5(PO4)3OHCa5(PO4)3F+OH-5、解析：溶液变成淡蓝色，是因为平衡向左移动，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量，又可看做对[Cu(H2O)4]2+和Cl-浓度起降低影响大一方；加入Ag-NO3溶液，Ag++Cl-AgCl↓，使反应物一方Cl-浓度在平衡体系中减小，平衡移向浓度减小一方。所以，A、B是正确。答案：A、B15/186、合成氨工业中，原料气（N2、H2及少许CO、NH3混合气）在进入合成塔前惯用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气中CO，其反应是：[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO△H<0（1）必须除去原料气中CO原因是_______。（2）醋酸二氨合铜（I）吸收CO生产适宜条件应是_______。（3）吸收CO后醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生生产适宜条件应是______。解析：分析吸收CO反应特点：正反应是气体体积缩小放热反应，对于这么一个可逆反应，用化学平衡原理及相关知识可做以下解答：（1）除CO原因是预防合成塔中催化剂中毒；（2）吸收CO适宜条件应选择：低温、高压；（3）醋酸铜氨再生生产适宜条件是：高温低压。16/18谢谢17/18；/小学数学试题网duh50exc树。作法话，在院子里也够了吧？何况苏老太太正要找高人看这两棵树。于是张神仙就出现在了两棵芙蓉树边，既没有捏法诀、也没有画符咒，甚至都没有好好看它们。他眼睛，实际上一直都在偷偷瞟表屋子。“那屋子里，现在其实没有住人。”明远不得不对他解释，带一点讽刺。张神仙吃惊道：“你认为我真连一个屋子有没有住人都看不出来吗？”“那你——”“我在看足迹。”张神仙好心解释。“足迹？”第三十三章梦惊戏台见神仙（6）“人并不是经常能有机会瞻仰真仙足迹。”张神仙感叹道，“所以见面也不一定认得出来，要好生勘察。”“这么说来，你认可自己还不是真仙？”明远饶有兴致问。“不真，但也够使了。我看我这趟是白来了。”张神仙指着两棵芙蓉树大言不惭，“叫你们家老太太别担心这两棵树了，养着就行了，它们死不了。”“……就这么？”明远诧异。“还要怎样？好罢好罢！”张神仙摸着树枝，嘀咕了一番，似乎是说些什么“不死就活着呗”，“死了还能投胎，怕啥？”“嘿，怕就更得好好活着了！”完了也没见那树有什么反应。他已经志得意满直起腰来，又举手把屋子包含在内画个圈儿：“虽不是什么在簿在册大神仙，也好生养护着罢，受偏重呢！”明远必须问个清楚：“你是说，这房子、这花树，真有神明，得小心养护才有好报？怎样才叫小心养护？万一触怒了有什么恶报么？怎样会触怒？”张神仙双目圆睁，念诵曰：“什么是真？你若信时，万物有灵，万物皆佛，举头三尺有神明。什么是幻？你若横时，明枪不碍，暗箭不防，铁齿铜牙水上漂。咄！抛却真金烹烈火，挑来蠢雪苦塞井！”念到后头竟然还唱起来了，明远很担心他唱到激动处会双眼上翻叉腿扬臂跳起大神来。张神仙突然收声，疲惫而满足站了一会儿，向明远示意道：“嗯？”明远没反应过来：“嗯？”“车马费。”张神仙含笑道，“我出诊一场，总要有个辛劳钱吧？”“你有出诊吗？”明远怒了。“你家病人应该好了吧。”张神仙闲闲道。果然下人来报：表服了药，平定下来，刘大夫说，慎重饮食，无