1、化学反应条件的优化 工业合成氨学会什么分析工业合成氨的适宜条件分析化工生产条件的思路和方法19世纪以前，有远见的化学家曾指出：考虑到将来的粮食问题，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 将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式。德国化学家哈伯在 1913年实现了合成氨的工业生产，满足了 20世纪人口由 30亿增至60亿对粮食的需求，因此人们赞扬哈伯是 “ 用空气制造面包的圣人 ” 。 弗里茨 哈伯阅读 拓展视野Company name1784年发现氨 1913年实现工业化生产简单反应应用于工业生产，需要考虑那些问题？化学反应的方向化学反应的限度化学反应的速率能否自发进行
2、提高氨气产率提高反应速率适宜的合成氨条件一、化学反应方向N2 + 3H2 2NH3 二、化学反应限度1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2浓度影响31.457.579.892.698.8110 8Pa23.142.265.284.295.4610 7Pa9.119.138.264.286.4210 7Pa4.510.625.152.081.5110 7Pa13.826.447.071.089.9310 7Pa0.050.10.42.215.3 110 5Pa400 600 500 300 200 压强氨含量温 度温度影响二、化学反
3、应限度二、化学反应限度N2 + 3H2 2NH3 因素 适宜条件浓度 n(N2)： n(H2)=1： 3 分离 NH3温度 低温压强 高压催化剂 不影响三、化学反应速率浓度影响v = k C(N2) C1.5(H2) C-1(NH3)增大氮气氢气浓度，分离氨气催化剂影响条件 E /KJ/mol k(催 )/k(无 )无催化剂 335 3.41012(700k)使用 Fe催化剂 167使用催化剂可使合成氨反应的速率提高上万亿倍。三、化学反应速率N2 + 3H2 2NH3 因素 适宜条件浓度 氢气量稍多，分离 NH3温度 高温压强 高压催化剂 使用三、化学反应速率Company name综合对比条
4、件 速率分析 平衡分析压强 高压 高压温度 高温 低温催化剂 使用 不影响反应物浓度 增大，氢气稍多 n(N2)： n(H2)=1： 3 生成物浓度 分离氨气 分离氨气外部条件 工业合成氨的适宜条件压强 2107 510 7 Pa（考虑设备承压能力）温度 适宜温度（ 700K）(催化剂活性大 )催化剂 使用铁触媒作催化剂浓度 n(N2)： n(H2)=1： 3 分离氨气工业合成氨的适宜条件1.一般要使用催化剂：加快化学反应速率，提高生产效率2.选择合适的温度：该温度是催化剂活性最大的温度3.选择合适的压强：既要考虑化学反应速率和化学平衡，还要综合考虑设备。工业上利用某可逆反应生产产品有哪些注意事项？已知 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) H 0(1) 应选用的温度是 _。(2)应采用的压强是 _，理由是 _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。试一试？
