化学反应条件的选择工业合成氨课件市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

第2章第四节

《

化学反应条件优化——工业合成氨》新汶中学王菊11.2化学反应条件选择工业合成氨课件第1页1/31经过法院实习，让我了解了本专业在实际中应用，将理论用于实践中，这么才能使我今后更？好地掌握基础理论知识，加深对本行业了解，为以后学习和工作打下很好基础，在此分享体会。下面是美文网小编为大家搜集整理法院实习体会，欢迎大家阅读。法院实习体会篇1白驹过隙，转眼间实习生活已靠近尾声，还没来得及细细感受，时间就这么被吞噬了。在法院政治处实习这段时间，自己学到不但仅是书本应有知识，更多是比书本知识更宝贵工作经验和人生哲理。实习是学校课堂和社会职场磨合，是架接理论和实际桥梁，实习不不过一个锻炼，更是一个学习，这种学习不单纯学习自己专业知识，更主要是学习社会知识，学习社会职场上应该以一个什么样工作状态去面对自己职业，为期一个半月实习生活给了我最好诠释：面对工作应该是耐心仔细，细心慎重，认真负责，公私分明，这么工作状态和工作态度才能真正把握自己执业方向及目标，司法工作人员为人民服务精神才能有所表示。刚来到法院时候，心里确实没底，总有些担心不安和茫然。幸好法院工作人员对我们很热情，指导我们十分耐心，院领导更是尤其关心我们学习和生活，这为刚参加社会教学目标【知识与技能】应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨适宜条件；【过程与方法】

利用化学反应原理和化工生产条件选择思绪和方法分析问题，处理问题；体验实际生产条件选择与理论分析差异；【情感态度与价值观】认识化学反应速率和化学平衡原理在工业生产中主要作用，提升对化学反应价值认识，从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展贡献。化学反应条件选择工业合成氨课件第2页2/31

化学反应速率

化学平衡气体压强温度催化剂浓度回顾：影响化学反应速率和化学平衡主要原因有哪些?升高温度,反应速率加紧增大压强,反应速率加紧催化剂加紧反应速率增大反应物浓度，反应速率加紧升高温度,平衡向吸热方向移动增大压强,平衡向气态物质系数减小方向移动催化剂对平衡无影响增大反应物浓度,平衡正向移动化学反应条件选择工业合成氨课件第3页3/31

19世纪以前，有远见化学家曾指出：考虑到未来粮食问题，为使子孙后代免于饥饿，必须寄希望于科学家能实现大气固氮——将空气中丰富氮固定下来并转化为可被利用形式。德国化学家哈伯在1913年实现了合成氨工业生产，所以人们赞扬哈伯是“用空气制造面包圣人”。

弗里茨·哈伯化学反应条件选择工业合成氨课件第4页4/31假如你是化工厂老板，你将怎样选择合成氨适宜反应条件？都要考虑哪些方面问题？化学反应条件选择工业合成氨课件第5页5/31一、理论1、反应能否自发进行？（反应方向问题）

2、怎样能使氨气产得多？（反应程度问题）3、怎样能使氨气产得快？（反应速率问题）

二、实际

生产成本和生产条件基本思绪△H-T△S<0增大反应程度（平衡正向移动）加紧反应速率化学反应条件选择工业合成氨课件第6页6/31合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-1思索：请依据正反应焓变和熵变，分析298K下合成氨反应能否自发进行？反应方向△H-T△S<0反应能自发进行化学反应条件选择工业合成氨课件第7页7/31反应特点合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-1思索：从反应可逆性、热效应、气态物质系数改变角度分析合成氨反应特点。a、可逆反应b、放热反应c、气态物质系数减小反应化学反应条件选择工业合成氨课件第8页8/31思索：依据反应特点，结合化学平衡移动知识，分析什么条件能使氨气生成得多？反应程度合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-1化学反应条件选择工业合成氨课件第9页9/31

降低温度，

增大压强有利于化学平衡向生成氨方向移动化学反应条件选择工业合成氨课件第10页10/311:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2在温度压强一定时，N2、H2体积比为

1：3时平衡混合物中氨含量最高。

N2、H2体积比对产率影响图在反应抵达一定转化率时，将产物氨气及时从混合气体中分离出去。化学反应条件选择工业合成氨课件第11页11/31思索：结合影响反应速率原因，思索什么条件能使氨生成得快？反应速率合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-1化学反应条件选择工业合成氨课件第12页12/31合成氨反应速率与反应物质浓度关系为:ν=κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)思索：能够采取哪些方法来提升反应速率？增大N2、H2浓度，将氨及时从混合气中分离出去反应速率化学反应条件选择工业合成氨课件第13页13/31催化剂对合成氨反应速率影响条件△E（KJ/mol）k(催)/k(无)无催化剂3353.4×1012(700k)使用Fe催化剂167使用催化剂可使合成氨反应速率提升上万亿倍反应速率讨论：催化剂是对合成氨反应速率影响程度怎样？化学反应条件选择工业合成氨课件第14页14/31铁触媒催化能力化学反应条件选择工业合成氨课件第15页15/31【交流研讨】研讨内容研讨问题

研讨结果1、既然增大压强既可提升反应速率，又可提升氨产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？压强怎么定？2、既然降低温度有利于平衡向生成氨方向移动，那么生产中是否温度越低越好？3、催化剂对化学平衡移动没有影响，在合成氨工业中要不要使用催化剂，为何？温度怎么选择？要不要用催化剂？适宜条件选择化学反应条件选择工业合成氨课件第16页16/31N2和H2物质量比为1：2.8，及时将气态氨冷却液化分离出去；氮气和氢气循环利用.（阅读书本67页最终一段）讨论：浓度怎么定？N2

和H2百分比怎么定？适宜条件选择化学反应条件选择工业合成氨课件第17页17/31化学反应条件选择工业合成氨课件第18页18/31外部条件工业合成氨适宜条件压强温度催化剂浓度研讨结果

适宜温度

700K左右（催化剂活性最大）使用铁触媒作催化剂N2和H2物质量比为1：2.8投料比,氨及时从混合气中分离出去，未转化N2和H2进行循环利用适宜条件选择低压：100个大气压中压：200—300个大气压高压：850—1000个大气压化学反应条件选择工业合成氨课件第19页19/31工业上利用某可逆反应生产产品：

普通要使用催化剂：这么能够大大加紧化学反应速率，提升生产效率，也提升了经济效益；

选择适当温度：该温度是催化剂活性最大温度；选择适当压强：既要考虑化学反应速率和化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等。【小结·反思】化学反应条件选择工业合成氨课件第20页20/31已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)△H＜0（催化剂：V2O5在400—500℃催化效果最好）(1)应选取温度是______。应采取压强是______，理由是___________________________________________________________________________________450℃常压因为常压下SO2转化率已经很高，若采取较大压强，SO2转化率提升极少，但会增大设备成本。【试一试】化学反应条件选择工业合成氨课件第21页21/31已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)△H＜0（4）尾气中有SO2必须回收是为了

增大氧气浓度，提升SO2利用率预防SO2污染空气(3)在生产中，通入过量空气目是

【试一试】化学反应条件选择工业合成氨课件第22页22/311．在合成氨工业中，为增加NH3日产量，以下改变过程不能使平衡向右移动是（

）（A）不停将NH3分离出来（B）使用催化剂（C）采取700K左右高温（D）采取2×107～5×107Pa压强BC【巩固提升】化学反应条件选择工业合成氨课件第23页23/312．工业合成氨反应是在500℃左右进行，主要原因是（

）A.500℃时反应速率最快

B.500℃时NH3平衡浓度最大

C.500℃℃时N2转化率最高

D.500时催化剂能发挥最大效力D【巩固提升】化学反应条件选择工业合成氨课件第24页24/313、在合成氨时，能够提升H2转化率方法是（）(A)延长反应时间(B)充入过量H2(C)充入过量N2(D)升高温度C【巩固提升】化学反应条件选择工业合成氨课件第25页25/314.以下反应抵达平衡时，哪种条件下生成物含量最高：X2(g)+2Y2(g)

X2Y4(g)

（正反应为放热反应）()A.高温高压B.低温低压C.高温低压D.高压低温D【巩固提升】化学反应条件选择工业合成氨课件第26页26/315.对于反应:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)以下判断正确是()A.2体积SO2和足量O2反应,必定生成2体积SO3B.其它条件不变,增大压强,平衡向右移动C.平衡时,SO2消耗速率必定等于O2生成速率两倍D.平衡时,SO2浓度必定等于O2浓度两倍.BC【巩固提升】化学反应条件选择工业合成氨课件第27页27/31哈伯功与过1905年哈伯在慕尼黑出版了《工业气体反应热力学》一书。书中阐述了他对氮、氢合成反应平衡关系研究。哈伯经过不停探索和不懈努力，从常温常压到高温高压，从火花下反应到使用不一样催化剂。最终，在200个大气压和温度在500-600℃时，氢、氮反应得到6%以上氨。1909年7月，哈伯成功地建立了每小时能产生80克氨试验装置。哈伯为合成氨工业奠定了基础。耗时5年，终于找到了适当催化剂，并设计出能长久使用和可操作简便合成氨装置。化学反应条件选择工业合成氨课件第28页28/31

1914年第一次世界大战开始，在战争期间该厂为德国提供了世界少有氮化合物，以生产炸药和化肥。在哈伯提议下,德军首次在战场上使用毒气,并有效地打击了敌人。不过,当毒气战计划传达给德军师级指挥官时,遭到了全部指挥官拒绝。只有部队被围困在伊普雷城阿尔布雷希特公爵给予支持。3个多月后,“毒气战”在伊普雷战役中正式诞生,造成英法联军约15000人中毒,并带走了5000多人性命。化学反应条件选择工业合成氨课件第29页29/31不过,这场毒气战最终并没有给德国人