1、2-4 化学反应条件的优化 工业合成氨,交流研讨一,对于合成氨反应在298K时有如下数据：H= - 92.2KJmol-1S= -198.2Jmol-1K-1K=4.1X106(molL-1)-2,N2 + 3H2 2 NH3,请根据有关数据，结合反应式和反应物的性质分析在298K时：1.反应能否自发进行？2.从平衡常数看，反应 进行的限度如何？升温 对反应进行的限度有什 么影响？,交流研讨二,浓度,催化剂,温度,压强,目的 条件 选择,增大反应物浓度减小生成物浓度,增大反应物浓度及时分离出氨,无影响,使用催化剂,降低温度,升高温度,增大压强,增大压强,使NH3生产得多(限度角度),使NH3生
2、产得快 (速率角度),问题：工业上合成氨的合适条件到底怎样？,采用氮气与氢气物质的量为1：2.8的投料比，及时分离 NH3 ; 温度控制在700K左右:该温度是为合成氨催化剂的活性温度 ;根据当地条件选择低、中、高压；对动力、材料、设备等要合适;铁做催化剂：使用催化剂能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,制取原料气,净化,压缩,合成,分离,工业合成氨简易流程图,液氨,(循环操作过程),交流研讨三,人工固氮(化学固氮)：高能耗，高污染、高成本、低效率。,生物固氮（根瘤菌） ：绿色、环保、高效、0成本,新型高效催化剂合成,化学模拟生物固氮,发展方向,与生物固氮
3、相比，目工业合成氨存在的主要问题是什么？发展方向是什么？,课堂小结,1、反应特点：可逆、低速、放热、缩小 浓度、压强互惠性条件2、适宜条件： 反应温度矛盾性条件 催化剂自利性条件3、生产流程：造气净化压缩合成分离 新型高效催化剂合成4、发展趋势： 化学模拟生物固氮,1.在合成氨工业中，为增加氨的日产量，下列变化过程中不能使平衡向右移动的是（ ） A. 不断将氨分离出来 B. 使用催化剂 C. 采用700K左右的温度而不是常温 D. 采用21075107Pa的压强,BC,课堂练习,2. 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适宜的温度是5000C,其理由是(1)_(2)_(3)_。此反应是气体体积缩小的
4、反应，但工业生产中并未采用加压措施的原因是_,为提高SO2的转化率，工业上常使用的方法是_。,2.对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施加 高压,下列叙述中正确的是( )A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无 影响B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到 平衡状态所用的时间C.都能缩短达到平衡状态的时间,只有压强 对化学平衡状态有影响D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的 时间,而压强无此作用,C,3.在一密闭容器中，N2、H2合成氨的反应已达到平衡。此时再往容器中通入一定量N2,保持温度和容器体积不变，当反应再次达到平衡时，与第一次平衡状态相比（） . NH3的百分含量一定增大 . NH3的浓
5、度增大 . H2的转化率提高 . N2的转化率提高,BC,4.在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（ ） 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,5.关于氨的合成工业的下列说法正确的是 （ ）A.从合成塔出来的气体，其中氨一般占15%，所以生产氨的工业的效率都很低B.由于NH3易液化，N2、H2可循环使用，则总的说来氨的产率很高C.合成氨工业的反应温度控制在700K左右，目的是使平衡向正反应方向进行D.合成氨工业采用20 MPa - 50MPa ，是因该条件下催化剂的活性最好,B,6.工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应生产甲醇CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)(正反应放热）为了提高甲醇的产量，从理论上讲下列措施中正确的是( ) A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压,D,7.对于反应: 2SO2(g)+O2 (g) 2SO3 (g)下列判断正确的是( )A.2体积SO2和足量O2反应,必定生成2体积SO3 B.其他条件不变,增大压强,平衡向右移动C.平衡时, SO2消耗速率必定等于O2的生成速 率的两倍D.平衡时, SO2浓度必定等于O2浓度的两倍.,BC,课外作业研究性学习课题设想合成氨的发展前景,参考：生物中植物对氮的需求； 生物固氮的原理和条件； 理想的人工固氮条件。,
