1、第2章第4节 化学反应条件的优化-工业合成氨1、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；2、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。学习目标合成氨反应能否自发进行怎样能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反应的方向化学反应的限度化学反应的速率N2(g)3H2(g) 2NH3(g)工艺流程1、合成氨反应的特点合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)已知298 K时：H92.2 kJ/mol1 S198.2 J/(molK)焓变：H 0，熵变S 0。自发性：常温(298 K)下， ，能
2、自发进行。一、合成氨反应的限度、速率阅读课本P65、P66 HTS0条件提高反应速率提高平衡转化率综合结果2、提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较高压高压高温低温使用无影响使用增大反应物浓度增大反应物的浓度降低生成物的浓度压强温度催化剂浓度兼顾速率和平衡，且考虑催化剂活性增大反应物浓度，且不断减少生成物浓度高压1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.50.40.30.1NH3%N2:H20.20.6理论：T、P一定时，N2：H2=13时，平衡混合物中NH3的含量最高。实际：当N2：H2=12.8时更能加快合成氨反应(催化剂的实际效果)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的投料
3、比1、可逆反应3H2(g)N2(g)2NH3(g)H0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是( ) A.升高温度，减小压强，增加氮气B.降低温度，增大压强，加入催化剂C.升高温度，增大压强，增加氮气D.降低温度，增大压强，分离出部分氨课堂练习D(1)压强：目前我国合成氨厂一般采用的压强在11071108 Pa，不采用更高压强的理由是： (2)温度：升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是：压强越大，对设备的要求越高合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低压缩H2和N2所需要的动力越大700 K催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱问题讨
4、论1、合成氨反应适宜条件分析二、工业合成氨的适宜条件工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量 反应物的转化率，充分利用原料，又要选择 的反应速率，提高单位时间内的 ，同时还要考虑设备的要求和技术条件。增大较快产量外部条件工业合成氨的适宜条件压强(根据反应器使用的钢材质量及综合指标选择压强)温度适宜温度， 左右催化剂浓度投料比：N2：H2= ，氨及时从混合气中分离出去2、工业合成氨的适宜条件(课本P68)700 K12.8铁触媒11071108Pa(1)应选择的温度是_，理由是 。2、已知2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0的实验数据如下表：温度不同
5、压强下SO2的转化率(%)1105Pa 5105Pa1106Pa5106Pa1107Pa450 97.598.999.299.699.7550 85.692.994.997.798.3450 该反应是放热反应，升高温度，转化率降低；在450 反应物转化率较高温度不同压强下SO2的转化率(%)1105Pa 5105Pa1106Pa5106Pa1107Pa450 97.598.999.299.699.7550 85.692.994.997.798.3(2)应采用的压强是_，理由是：(3)在合成SO3的过程中，不需要分离出SO3的原因是：(4)生产中通入过量空气的目的是_。1105Pa常压下SO2的
6、转化率已经很高，若采用较大的压强，SO2的转化率提高很少，但需要动力更大，对设备的要求更高SO2的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少增大O2浓度、提高SO2的转化率1、下列事实能用勒夏特列原理解释的是( ) A.使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨B.由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深C.700 K时比室温更有利于合成氨的反应D.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应达标检测D2、对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( ) A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大达标检测B
