鲁科版化学反应条件的优化-工业合成氨名师课件1.ppt

1、化学反应条件的优化学反应条件的优-工业合成氨工业合成氨1、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知已知298K时时:H=-92.2KJmol-1 S=-198.2JK-1mol-1特点：特点：:H 0，S 0，且气体体积，且气体体积 减小减小 （填（填“增大增大”或或“减小减小”）常温下常温下(298K)为为 可以可以 自发的反应自发的反应 计算过程：计算过程：H-T S=-92.2KJmol-1 (-198.210-3)kJK-1mol-1 =-33.14KJmol-1课前预习区课前预习区 化学反应速率化学反应速率 化学平衡化学平衡 温度温度气体压强气体压强催化剂催化剂浓度浓度温度越高温度

2、越高,反应速反应速率越大率越大压强越大压强越大,反应速反应速率越大率越大正催化剂加快反应正催化剂加快反应速率速率反应物浓度越大反应物浓度越大,反反应速率越大应速率越大升高温度升高温度,平衡向吸平衡向吸热方向移动热方向移动增大压强增大压强,平衡向气态物平衡向气态物质系数减小的方向移动质系数减小的方向移动催化剂对平衡无影响催化剂对平衡无影响增大反应物浓度增大反应物浓度,平平衡正向移动衡正向移动2、影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些、影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些?课前预习区课前预习区3 3、分析工业生产主要考虑哪些问题？、分析工业生产主要考虑哪些问题？反应进行的快慢，及反应物的

3、转化率反应进行的快慢，及反应物的转化率另外还有能源消耗、原料来源、设备条件、环境保另外还有能源消耗、原料来源、设备条件、环境保护等因素护等因素教学目标：教学目标：1 1、了解如何应用化学反应速率和化学平衡、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；原理分析合成氨的适宜条件；2 2、了解应用化学反应原理分析化工生产条、了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异；择与理论分析的差异；3 3、通过对合成氨适宜条件的分析，认识化、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控制在工业生产学反

4、应速率和化学平衡的控制在工业生产中的重要作用。中的重要作用。教学重、难点：教学重、难点：应用化学反应速率和化学平衡原理选择合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。成氨的适宜条件。一、反应的限度一、反应的限度1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.60.50.40.30.20.1平衡平衡NH3%N2:H2二、反应的速率二、反应的速率知识支持：知识支持：=C(NC(N2 2)C)C1.51.5(H(H2 2)C)C-1-1(NH(NH3 3)催化剂对合成氨反应速率的影响条件条件 Ea(KJ/mol)k(催催)/k(无无)无催化剂无催化剂3353.41012(700k)使用

5、使用Fe催化剂催化剂167 研讨的内容研讨的内容研讨的问题研讨的问题 1、既然增大压强既可提、既然增大压强既可提高反应速率，又可提高氨高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？业中压强是否越大越好？压强怎么定？压强怎么定？2、既然降低温度有利于、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越，那么生产中是否温度越低越好？低越好？3、催化剂对化学平衡的移动催化剂对化学平衡的移动没有影响，没有影响，在合成氨工业中在合成氨工业中要不要使用催化剂要不要使用催化剂，为什么？，为什么？温度怎么选择？温度怎么选择？要不要用催

6、化要不要用催化剂？剂？外部条件外部条件工业合成氨的适宜条件工业合成氨的适宜条件压强压强温度温度催化剂催化剂浓度浓度研讨的结果根据反应器可使用的钢材质根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强量及综合指标来选择压强 适宜温度适宜温度 700K左右左右使用铁触媒作催化剂使用铁触媒作催化剂N2和和H2的物质的量比为的物质的量比为1：2.8的投的投料比料比,氨及时从混合气中分离出去氨及时从混合气中分离出去工业上利用某可逆反应生产产品：工业上利用某可逆反应生产产品：一般要一般要使用催化剂使用催化剂：这样可以大大加快化学：这样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；反应速率，提高生产

7、效率，也提高了经济效益；选择选择合适的温度合适的温度：该温度是催化剂活性最大：该温度是催化剂活性最大的温度；的温度；选择选择合适的压强合适的压强：既要考虑化学反应速率和：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。化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等。【小结小结反思反思】p/PaT/1105510511065106110745097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3【迁移应用】：【迁移应用】：1 1、已知、已知2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)H H0 0其实验数据见表其实验数据

8、见表（1 1）高压；低温；增大）高压；低温；增大O O2 2用量；及时分离出用量；及时分离出SOSO3 3（2 2）该温度下催化剂的活性最高）该温度下催化剂的活性最高（3 3）常压，）常压，因为常压下因为常压下SOSO2 2的转化率已经很高，若采用较大压强，的转化率已经很高，若采用较大压强，SOSO2 2的转化率提高很少，但需要的动力更大，对设备的的转化率提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高要求更高（4 4）提高）提高SOSO2 2的转化率的转化率（5 5）防止污染空气同时可以回收利用提高）防止污染空气同时可以回收利用提高SOSO2 2的转化的转化率率【迁移应用】：【迁移应用】：2 2

9、、下图表示反应、下图表示反应N N2 2（g g）3H3H2 2（g g）2NH 2NH3 3（g g）；）；HH0 0在某在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系图。下列说法正确的一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系图。下列说法正确的是（）是（）A.A.氨气的体积分数最高的一段时间为氨气的体积分数最高的一段时间为t5t5t6t6 B.t2 B.t2t3t3和和t3t3t4t4时间段氨气的体积分数相等时间段氨气的体积分数相等 C.t1 C.t1时刻改变的条件是降低温度时刻改变的条件是降低温度 D.t4 D.t4t5t5时间段平衡向正反应方向移动时间段平衡向正反应方向移动3 3、在、在温度压

10、强温度压强一定的条件下，一定的条件下，2 NH2 NH3 3 3H 3H2 2N N2 2，达，达到平衡时，到平衡时，NHNH3 3的转化率为的转化率为50%50%，此时平衡混合气的密，此时平衡混合气的密度与度与NHNH3 3未分解时的密度之比为（未分解时的密度之比为（）A.A.：B.B.：C.C.：D.D.：1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标

11、人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师

12、提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。