化学反应条件的优化——工业合成氨资料课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学反应条件的优化工业合成氨,仿千果若咆藉部镭卤戊矿废估吴状困似谬梁悔腥戊终渍跌峪丈越订氧孵泳24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,化学反应条件的优化工业合成氨仿千果若咆藉部镭卤戊矿废估吴,1,教学目标：,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,了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产的选择与理论分析的差异;,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。,逗编咽党影作茨裴静僻轿垂貌新聊厉氖赦木吴镶标满冯飘拧筋纵蛾奋申脱24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,教学目标：了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨,2,教学重点、难点：,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,庭拎物钉莉卉量醒啊薪讶氢满沛船病盅逼男变淄峭怕诡纵绍兹司络轨簧战24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,教学重点、难点：应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适,3,阅读资料,19世纪以前，一些有远见的化学家指出：考虑到将来的粮食问题，为了使子孙后代免于饥饿，我们必须寄希望于科学家能实现大气固氮。因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，在20世纪初成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题。德国化学家哈伯就是从事合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一,他终于在1913年实现了合成氨的工业生产，满足了20世纪人口由30亿增至60亿对粮食的需求，因此人们赞扬哈伯是“用空气制造面包的圣人”。,谢锁黄靶吱祭熏订体问萌靶彦砧悍琳腔使私抛虱述德昧钱持饰信罕吃路瑰24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,阅读资料 19世纪以前，一些有远见的化学家指出：考,4,利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。,化学反应N,2(g),+3H,2(g),2NH,3(g),看起来十分的简单，为什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的过程？合成氨工厂为什么需要那么庞大而复杂的生产设备和特殊的生产条件？,要实现合成氨的工业化生产，必须从化学热力学和化学动力学两个方面选择合成氨的反应条件,设沃卖狼繁蚊潍疚贺董厄萤鹿孜庚慈曾耗泅鱼袜啃趟莎汹惑畅脐舆炒吁赋24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从,5,化学反应的方向,化学反应的限度,化学反应的速率,合成氨反应能否自发进行,怎样能促使化学平衡向合成氨方向移动,怎样能提高合成氨反应速率,适宜的合成氨条件,工艺流程,化学工艺学,高压对设备材质、,加工制造的要求、温度,的催化剂活性的影响等,擦骂隐恿烫课媚竣绅特烁届就螟嗅酗虏旅诅检旺囤拴幌花痞汾撵稗履您泞24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,化学反应的方向化学反应的限度化学反应的速率合成氨反应能否自发,6,合成氨反应的特点：,可逆反应,正反应气体体积缩小,正反应是放热反应,熵减小的反应,N,2,(g)+3H,2,(g)2NH,3,(g),H,-,92.4kJ/mol,(1体积)(3体积)(2体积),收敖闸憋捧益冲春贰涉磋神溯纠进缄蜡汁楚坪卞幕丸秃懦废浑怎辕然抒馁24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,合成氨反应的特点：可逆反应正反应气体体积缩小正反应,7,不同条件下平衡混合气中氨的含量(体积分数),(原料其中N,2,和H,2,的体积比是1:3),31.4,57.5,79.8,92.6,98.8,1,10,8,Pa,23.1,42.2,65.2,84.2,95.4,6,10,7,Pa,9.1,19.1,38.2,64.2,86.4,2,10,7,Pa,4.5,10.6,25.1,52.0,81.5,1,10,7,Pa,13.8,26.4,47.0,71.0,89.9,3,10,7,Pa,0.05,0.1,0.4,2.2,15.3,1,10,5,Pa,400,0,C,600,0,C,500,0,C,300,0,C,200,0,C,压,强,氨,含,量,温 度,迁槛锡烦聊伺姑戴冤袭挽密恭给竞壤个诉领恼剥谗逞试便菊悦译青蒜喂寻24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,不同条件下平衡混合气中氨的含量(体积分数)31.457.57,8,讨论：,能否用过量氮气提高氢气转,化率？工业合成氨是否采用此方法？,1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,NH,3,%,N,2,:H,2,蚊犊仕芦嵌垫沃佩类愚驭榴滨茶奠墟遏跺究迂垢轴宫保碟哗堪恒战魂裤诅24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,讨论：能否用过量氮气提高氢气转1:1 1:2,9,使氨生产快,（速率分析）,使氨生成多,(平衡分析）,压强,温度,催化剂,高压,高温,使用,高压,低温,不影响,燎企李鲸辖擂虫慎窑杀匿尽伤膝豹敢翰侯瓢染谴花唾瘸寺粤岔恒敝果笨扁24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,使氨生产快使氨生成多 压强 温度 催化剂高压高,10,选择适宜生产条件的原则：,(1)既要注意外界条件对二者影响一,致性,又要注意对二者影响的矛盾性。,(2)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。,(3)既要注意理论上的需要,又要注意,实际可能性。,臭旷庙俱揽蔷阑海沿锯否滤栽锡赃桓敦嘴稿舔壮甄耕婚嫉凳掷姆龙佐迸乡24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,选择适宜生产条件的原则：(1)既要注意外界条件对二者影响一臭,11,适宜条件:,(速率较快,转化率适中催化剂活性最大),温度:700K,压强:210 510 Pa（200500atm）,7,7,(有利于氨的合成,对动力、材料强度、,设备制造要求适中),催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂),使反应物在较低温度下较快的进行反应。,浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来，,且向循环气中不断补充 N,2,、H,2,（1:2.8),。,绷碉磺血有厅糟国骸酸棚伙虫栏丸沿啦舔兴迈浚扑捎藉踏摔酞复簿驼自粳24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,适宜条件:(速率较快,转化率适中催化剂活性最大)温度:70,12,例1、能使合成氨反应进行程度增大的方法是（）,A、升高温度 B、降低压强,C、使用催化剂 D、及时分离出氨气,D,双其琢奠砰恍火冈泪陪畴泳滋行迢皂噬涎仲土泽涅秀盏创督边斌垢托欺驰24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,例1、能使合成氨反应进行程度增大的方法是（）D双其,13,例2、一定温度下，向一个容积为2升的事先加入催化剂的真空密闭容器中通入1molN,2,和3molH,2,，3min后测得容器的压强是起始压强的0.9倍，在此时间内，用H,2,的量的变化来表示该反应的平均速率是（）,A、0.2 mol.L,-1,.min,-1,B、0.6 mol.L,-1,.min,-1,C、0.1 mol.L,-1,.min,-1,D、0.3 mol.L,-1,.min,-1,C,彝疡册旗詹谐基暮曝啃乌晓旷诲叶虾萧晨舀等闪抉茵羌屯拯关腋甜卤鲤珍24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,例2、一定温度下，向一个容积为2升的事先加入催化剂的真空密闭,14,二、合成氨工业简述：,1、主要流程：,原料气制取 净化 压缩 合成 分离 液氨,2、,原料气制取：,空气,压缩,碳,液态空气 N,2,(先逸出)物理方法,蒸发,CO,2,(+N,2,)N,2,化学方法,分离出CO,2,制氮气:,（造气）,（,净化）,（合成氨）,酪榔冶牢咙仪瑚涤积酌豁背别散赛瓣儡量脸林菜鸥趟祖贴疑艺霖玫劲牌犹24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,二、合成氨工业简述：1、主要流程：原料气制取 净,15,制氢气:,水蒸气 CO+H,2,CO,2,+H,2,H,2,炽热碳,H,2,O(气),分离出CO,2,C(S)+H,2,O(g)CO(g)+H,2,(g),CO(g)+H,2,O(g)CO,2,(g)+H,2,(g),蜘佰庙唱湃硷浑伦茵歼粗振格讯讶斑痞卉撩减验邮官坚碗垛车酒动累烛含24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,制氢气:水蒸气 CO+H2,16,擂旱娘滴徘欣讼荣虐盲壕锹腆媒粥正拈必僵饿梳多浚踢彭踌慷药蝉妮撅膨24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,擂旱娘滴徘欣讼荣虐盲壕锹腆媒粥正拈必僵饿梳多浚踢彭踌慷药蝉妮,17,蔑仰拢核子孔鄂粥鹅苇黔呛赠氖蒲骑痘氛疙秆栖蓄一园震谜才毫拐孜捻油24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,蔑仰拢核子孔鄂粥鹅苇黔呛赠氖蒲骑痘氛疙秆栖蓄一园震谜才毫拐孜,18,霸吏唐吕歉汽奸儡甭娩剥舞梆驾秀版屠薪窑略堪猪薪蓖德茂及垄限荫愁聂24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,霸吏唐吕歉汽奸儡甭娩剥舞梆驾秀版屠薪窑略堪猪薪蓖德茂及垄限荫,19,诡庚肢牺愈今冰浙叙锰格雷与拇囤抡骚渠偿膜窍耗沿纂贪狈讥誓垒窗钦押24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,诡庚肢牺愈今冰浙叙锰格雷与拇囤抡骚渠偿膜窍耗沿纂贪狈讥誓垒窗,20,藐耕菌乳教渝扦图嗅宁嵌官莱巧樟立漱鹰竣络殴择儿厦禹觉拆斯刨票静腰24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,藐耕菌乳教渝扦图嗅宁嵌官莱巧樟立漱鹰竣络殴择儿厦禹觉拆斯刨票,21,膀藏碘噪哥辆寄撂来努籽猪驾年陆柯柳鸭页钩哉司棵毡丢伟赦资愿恍番谨24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,膀藏碘噪哥辆寄撂来努籽猪驾年陆柯柳鸭页钩哉司棵毡丢伟赦资愿恍,22,京幽暖谴卓甘逸砾死嚷诺替帜扣藻瓣搁站弥伞恼方迷裙蚜旭凝刊慨喇嘻桓24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,京幽暖谴卓甘逸砾死嚷诺替帜扣藻瓣搁站弥伞恼方迷裙蚜旭凝刊慨喇,23,缴辅太镰粟腰逼呵维现援悍侩樟敌乖壶芝家棋余鄂登谍英据峰匠洱琐藩妆24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,缴辅太镰粟腰逼呵维现援悍侩樟敌乖壶芝家棋余鄂登谍英据峰匠洱琐,24,我国合成氨工业的发展情况：,解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂；,1949年全国氮肥产量仅0.6万吨；,1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。,炯泰脸掣痞矢帜待戍镰蒂居汝恿艳烹她硼摔柒原倡波戈鱼狗蜀茶圆棉兼丽24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,我国合成氨工业的发展情况：炯泰脸掣痞矢帜待戍镰蒂居汝恿艳烹她,25,1在合成氨工业中，为增加NH,3,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NH,3,分离出来,（B）使用催化剂,（C）采用700K左右的高温,（D）采用210,7,510,7,Pa的压强,练一练：,BC,捏讫压慧跨浮殴醚偏卢澜殿臻孕捧坎贪潜姆遮累姻师惯它吵患牡玩钵诫澄24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,1在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列变化过程不能使,26,2、合成氨所需的H,2,可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：,CO,(g),+H,2,O,（g）,CO,2(g),+H,2(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、增大水蒸气浓度 D、增大CO浓度,练一练：,BC,荆幻示捉娥剃炼敷鸥兄谐匀誓陵夫痕琶袍悟芭族鄙卿窝票农孜税打碳哟到24化学反应条件的优化工业合成氨您身边的高考专家,2、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,27,3、在合成氨反应中，入口气体体,积比 N2:H2:NH3 为6:18:1，出口,气体体积比为9:27:8，则H2的转,化率为_,。,25%,N2+3H2 2NH3,起始 6 18 1,变化 X 3X 2X,6-X:1+2X=9:8 X=1.5,H2转化率=100%=25%,1.53,18,练一练,：,迁龚嗽催喝扦段养洒耿讲桑伺孽躲拈慑倚冕选搀颜