高中化学必修选修合成氨条件的选择ppt

合成氨条件的选择1、理解如何应用化学反应速率和化、理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。2、了解应用化学原理选择化工厂生、了解应用化学原理选择化工厂生产条件的思路和方法。产条件的思路和方法。合成氨是生产尿素、磷酸铵、硝酸铵等化学肥合成氨是生产尿素、磷酸铵、硝酸铵等化学肥料的主要原料，工业生产过程是以天然气或煤炭为料的主要原料，工业生产过程是以天然气或煤炭为原料通过水蒸气重整工艺制得氢气，然后与氮气进原料通过水蒸气重整工艺制得氢气，然后与氮气进行高压合成制得氨。行高压合成制得氨。据统计，世界合成氨产量已超过据统计，世界合成氨产量已超过1.6亿吨亿吨/年，年，其中中国其中中国4420.7万吨万吨/年。年。合成氨按终端用途来分，约合成氨按终端用途来分，约85%-90%的合的合成氨用作化肥：液态氨、硝酸铵、尿素或其他衍生成氨用作化肥：液态氨、硝酸铵、尿素或其他衍生物，仅物，仅13%用于其他商品市场。用于其他商品市场。背 景：想一想：如果你是合成氨厂的厂长，你从哪些如果你是合成氨厂的厂长，你从哪些方面入手来降低成本，提高生产效率？方面入手来降低成本，提高生产效率？加快反应速率；加快反应速率；最大限度地提高平衡混合物中最大限度地提高平衡混合物中NH3气的含量气的含量 应用化学平衡原理，分析反应：应用化学平衡原理，分析反应：（正反应放热）（正反应放热）要制得更多的要制得更多的 NH3，可以采用哪些措施，可以采用哪些措施？N2+3H2 2NH3思考：加压加压降温降温增加增加N2或或H2的浓度的浓度减小氨气的浓度减小氨气的浓度讨 论：1 1、既然增大压强既可提高反应速率，又可、既然增大压强既可提高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？否越大越好？2 2、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好？向移动，那么生产中是否温度越低越好？3 3、在合成氨工业中要使用催化剂，既然催、在合成氨工业中要使用催化剂，既然催化剂对化学平衡的移动没有影响，为什么还化剂对化学平衡的移动没有影响，为什么还要使用呢？要使用呢？20MPa50MPa500左右左右铁铁 触触 媒媒实际生产条件是：实际生产条件是：1）压强：常压；）压强：常压；2）温度：）温度：400500；3）催化剂：）催化剂：V2O5；4）浓度：使用过量的空气。）浓度：使用过量的空气。练习：练习：根据反应：根据反应：2SO2SO2 2O O2 2 2SO2SO3 3（正反应为放热反应）讨论选择适宜的生产条件。（正反应为放热反应）讨论选择适宜的生产条件。思考：工业生产选择适宜的生产条件的原工业生产选择适宜的生产条件的原则是什么？则是什么？（1 1）既要注意外界条件对化学反应速率和化学平）既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。衡影响一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。（2 2）既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性，）既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。又要注意催化剂的活性对温度的限制。（3 3）既要注意理论上的需要，又要注意实际可能）既要注意理论上的需要，又要注意实际可能性。性。合成氨工业的发展前景讨论：请你谈谈对合成氨工业的发展请你谈谈对合成氨工业的发展前景有何设想？前景有何设想？1 1在合成氨工业中，为增加在合成氨工业中，为增加NHNH3 3的日产的日产量，下列变化过程不能使平衡向右移动量，下列变化过程不能使平衡向右移动的是（的是（）（A A）不断将）不断将NHNH3 3分离出来分离出来（B B）使用催化剂）使用催化剂（C C）采用）采用500500左右的高温左右的高温（D D）采用）采用2102107 75105107 7PaPa的压强的压强练一练：BC2 2、合成氨所需的、合成氨所需的H H2 2可由煤和水蒸气反应可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：而制得，其中一步的反应为：CO+HCO+H2 2O O（g g）CO CO2 2+H+H2 2（正反应放热），（正反应放热），下列措施中，能提高下列措施中，能提高COCO转化率的是转化率的是 （）A A、增大压强、增大压强 B B、降低温度、降低温度 C C、增大水蒸气浓度、增大水蒸气浓度 D D、增大、增大COCO浓度浓度练一练：BC3、以以N2和和H2为为原原料料，在在一一定定温温度度下下的的密密闭闭容容器器中中进进行行合合成成氨氨的的反反应应。一一段段时时间间后后，反反应应达达平平衡衡，此此时时测测得得平平衡衡体体系系中中NH3为为4mol，起起始始与与平平衡衡时时的的压压强强之之比比为为13:8，且且c(H2)起起 始始：c(H2)平衡平衡4:1，求，求N2和和H2的转化率。的转化率。练一练：4.4.合成氨中，原料气（及少量合成氨中，原料气（及少量COCO、的混合气）、的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（）溶液来）溶液来吸收原料气中的吸收原料气中的COCO，其反应是：，其反应是：（1 1）必须除去原料气中）必须除去原料气中COCO的原因是的原因是_。（2 2）醋酸二氨合铜（）醋酸二氨合铜（）吸收）吸收COCO的生产适宜条的生产适宜条件应是件应是_。（3 3）吸收）吸收COCO后的醋酸铜氨液经过适当处理后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收的又可再生，恢复其吸收的COCO的能力以供循环使用。的能力以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是_。