高二化学下学期合成氨条件的选择精选文档.ppt

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1、高二化学下学期合成氨条件的选择本讲稿第一页，共十八页合成氨条件的选择合成氨条件的选择本讲稿第二页，共十八页一、工业上制备氨气的化学反应：一、工业上制备氨气的化学反应：N2 +3H2 2NH3 .本讲稿第三页，共十八页1 1、该反应的特点是什么？、该反应的特点是什么？v（1 1）是一个可逆反应。）是一个可逆反应。v（2 2）正反应是一个放热反应。）正反应是一个放热反应。（3 3）正反应是一个体积缩小的反应。）正反应是一个体积缩小的反应。本讲稿第四页，共十八页2、增大该反应的化学反应速率的方法是什么、增大该反应的化学反应速率的方法是什么？v（1）反应物的浓度尽可能高，一般为）反应物的浓度尽可能高，

2、一般为1：3 （2）使用催化剂）使用催化剂 （3）增大压强）增大压强 （4）升高温度。）升高温度。本讲稿第五页，共十八页3、要提高平衡混合物里氨气的含量方法是、要提高平衡混合物里氨气的含量方法是什么？什么？（1）降低温度）降低温度 （2）增大压强）增大压强 （3）催化剂无影响）催化剂无影响本讲稿第六页，共十八页N2 +3H2 2NH3 H0从从速率速率考虑考虑（加快氨的（加快氨的生成）生成）从从平衡平衡移动移动考虑（使氨考虑（使氨生成更加多）生成更加多）从实际出发从实际出发（合成氨条件（合成氨条件的选择）的选择）压强压强P温度温度T是否使用是否使用催化剂催化剂高压高压高压高压高温高温低温低温使

3、用使用不影响不影响2050MPa500oC铁触媒铁触媒本讲稿第七页，共十八页二、合成氨的适宜条件二、合成氨的适宜条件：1 1、压强：、压强：20 20 至至 50MPa 50MPa 2 2、温度：摄氏、温度：摄氏500500度度 3 3、催化剂：铁触媒（以铁为主的多成分催化、催化剂：铁触媒（以铁为主的多成分催化剂剂4 4、适当增大氮气及氢气的浓度，及时分离出氨、适当增大氮气及氢气的浓度，及时分离出氨气。气。本讲稿第八页，共十八页合成氨工业简述：合成氨工业简述：v1、原料气的制备、净化、压缩、合成塔合成、原料气的制备、净化、压缩、合成塔合成、分离、液化。分离、液化。v（1）制备制备：N2 ：v

4、a.空气空气 压缩压缩 液态空气液态空气 蒸发蒸发 N2(物理变化物理变化)vb.或空气或空气 C CO2+N2分离出分离出CO2 N2(化学变化化学变化)v制备制备H2:H2O(气）气）+C=CO+H2 vCO+H2O=CO2+H2 除去除去CO2 H2本讲稿第九页，共十八页（2）净化：）净化：v目的：防止催化剂中毒。目的：防止催化剂中毒。v 催化剂在稳定活性期间，因接触少量杂催化剂在稳定活性期间，因接触少量杂质而使活性明显下降甚至破坏，这种现象称质而使活性明显下降甚至破坏，这种现象称为催化剂中毒为催化剂中毒本讲稿第十页，共十八页（3）压缩：）压缩：v途径：从合成塔出来的是途径：从合成塔出来

5、的是NH3、H2、N2混合混合气体，将气体，将NH3 分离出来，并将没有完全反应分离出来，并将没有完全反应完的完的H2、N2循环输入合成塔中，使其充分利循环输入合成塔中，使其充分利用用v目的：达到所需压强，加快反应速率和目的：达到所需压强，加快反应速率和提高氨气产量。提高氨气产量。本讲稿第十一页，共十八页2、氨气的合成：、氨气的合成：v从合成塔出来的气体是：从合成塔出来的气体是：v 氨气、氢气、氮气。氨气、氢气、氮气。v3、氨气的分离：、氨气的分离：本讲稿第十二页，共十八页合成氨生产示意图合成氨生产示意图 v 补充氢气及氮气补充氢气及氮气 T500度度催化剂催化剂气气 冷却设备冷却设备及分离器

6、及分离器液氨液氨合成塔合成塔氢氢 气气 及及 氮氮 再再 循循 环环 压强压强20至至50Pa H2和和N2 及及NH3 本讲稿第十三页，共十八页小结：化工生产中适宜条件选择的一般原则：小结：化工生产中适宜条件选择的一般原则：v1、从化学反应速率分析；、从化学反应速率分析；v2、从化学平衡移动分析；（既要注意外、从化学平衡移动分析；（既要注意外界条件对二者影响的一致性；又要注意界条件对二者影响的一致性；又要注意对二者影响的矛盾性）对二者影响的矛盾性）v3、从原料的利用率分析；（增加易得廉、从原料的利用率分析；（增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，价原料，提高难得高价原料的利用率，降低成

7、本）降低成本）v4、从实际生产能力分析；（设备承温、从实际生产能力分析；（设备承温、承压能力等）承压能力等）v5、注意催化剂的活性对温度的限制。、注意催化剂的活性对温度的限制。本讲稿第十四页，共十八页课堂练习：课堂练习：v对于反应：对于反应：2SO2+O2 2SO3，下列判断正确，下列判断正确的是：的是：v A：2体积体积SO2和和O2反应，必定生成反应，必定生成2体积体积SO3。v B：其他条件不变，增大压强，平衡必定向：其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动。右移动。v C：平衡时，：平衡时，SO2的消耗速率必定等于的消耗速率必定等于O2生生成速率的两倍。成速率的两倍。v D：平衡时，：

8、平衡时，SO2浓度必定等于浓度必定等于O2浓度的两浓度的两倍。倍。答案：答案：BC本讲稿第十五页，共十八页三、合成氨工业的发展前景：三、合成氨工业的发展前景：v1、新型催化剂的催化合成。、新型催化剂的催化合成。v2、化学模拟生物固氮。、化学模拟生物固氮。本讲稿第十六页，共十八页本讲稿第十七页，共十八页简单介绍科学家哈伯：简单介绍科学家哈伯：弗里茨弗里茨.哈泊：德国化学家，出生于一个犹太富商家中。哈泊：德国化学家，出生于一个犹太富商家中。1900年年获得博士学位。获得博士学位。1908年年7月首次合成氨气，月首次合成氨气，1909年年7月建成每小月建成每小时生产时生产90克氨气的实验装置，克氨气的实验装置，1918年获得诺贝尔化学奖。年获得诺贝尔化学奖。氨气的合成一方面使氮肥大量的工业化生产，提高了粮食的氨气的合成一方面使氮肥大量的工业化生产，提高了粮食的产量。另一方面氨氧化制得硝酸及产量。另一方面氨氧化制得硝酸及TNT炸药。由于以上原因，炸药。由于以上原因，德国才能将第一次德国才能将第一次 世界大战延续了几年。世界大战延续了几年。哈伯首创了使用化学毒剂的化学战，在第一次世界大战中有哈伯首创了使用化学毒剂的化学战，在第一次世界大战中有130万人受到化学战的伤害，其中万人受到化学战的伤害，其中9万人死亡。万人死亡。本讲稿第十八页，共十八页