高中化学-工业合成氨教学课件设计

第4节化学反应条件的优化—工业合成氨【学习目标】

1、应用化学反应速率和化学平衡原理,学会理论联系实际选择合成氨生产的适宜条件。

2、通过体验合成氨条件选择的过程，培养分析、推理、解决问题的能力。【重、难点】联系实际工业生产，合成氨适宜条件的选择。思考：假如你是某合成氨工厂的厂长,在合成氨的工业生产中,你重点要考虑问题有哪些?（1）要使氨生成得更多（即提高平衡混合物里氨的含量）

——化学平衡问题（2）要使氨生成得更快（即提高单位时间里氨的产量）

——化学反应速率问题（3）尽可能降低成本；如生产设备所需材料的要求。（4）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。多快好省298K时，

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol△S=-198.2J.mol-1.k-1信息整合外界条件提高反应的平衡转化率提高化学反应速率压强温度催化剂反应物浓度生成物氨的浓度增大压强增大压强降低温度升高温度无影响增大N2和H2

的浓度减小NH3的浓度使用催化剂增大N2和H2

的浓度减小NH3的浓度合成氨适宜条件的探究：

综合考虑化学反应速率和化学平衡移动的原理，再根据工业生产特点和实际需要，选择合成氨的适宜条件。1:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1n(NH3)%n(N2):n(H2)使用催化剂：铁触媒，可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益。合成氨的适宜条件选择合适的温度：700K左右，提高反应速率，又是合成氨催化剂的活性温度。选择合适的压强：107Pa～108Pa，有利于氨的合成，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。浓度：N(N2):N(H2)=1：2.8

，及时补充N2、H2；将氨气液化后及时分离出来，所得原料气（过量N2、H2）循环使用。

合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约130年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂--铁，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。弗里茨·哈伯2.已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)(正反应为吸热反应），其实验数据见下表应采用的压强是_____，理由是__________________________________________________________________________________________________________(1)应选用的温度是______。450℃常压因为常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大压强，SO2的转化率提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高。（3）在生产中常用过量空气的原因是什么？合成氨流程简图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【学习目标】

1、应用化学反应速率和化学平衡原理,学会理论联系实际选择合成氨生产的适宜条件。

2、通过体验合成氨条件选择的过程，培养分析、推理、解决问题的能力。【重、难点】联系实际工业生产，合成氨适宜条件的选择。【学习小结】学完本节课,你有哪些收获和思想感悟?