高二化学课件合成氨工业高二化学课件

第三节合成氨工业一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1、选择生产条件的目的是什么？尽可能加快反应速率和提高产物产率2、选择生产条件的依据是什么？外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响3、合成氨反应的特点：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92.4kJ(1体积)(3体积)(2体积)①可逆反应②正反应气体体积缩小③正反应是放热反应4、填写下表使氨生产快（速率分析）使氨生成多(平衡分析）压强温度催化剂高压高温使用高压低温不影响5、不同条件下平衡混合气中氨的含量(体积分数)(原料其中N2和H2的体积比是1:3)31.457.579.892.698.81×108Pa23.142.265.284.295.46×107Pa9.119.138.264.286.42×107Pa4.510.625.152.081.51×107Pa13.826.447.071.089.93×107Pa0.050.10.42.215.31×105Pa4000C6000C5000C3000C2000C压强氨含量温度讨论：能否用过量氮气提高氢气转化率？工业合成氨是否采用此方法？1:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H26、适宜条件:(速率较快,转化率适中催化剂活性最大)温度:500C0压强:2×10～5×10Pa（200～500atm）77(有利于氨的合成,对动力、材料强度、设备制造要求适中)催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂)使反应物在较低温度下较快的进行反应。浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来，且向循环气中不断补充N2、H2（1:3)。7、选择适宜生产条件的原则：(1)既要注意外界条件对二者影响一致性,又要注意对二者影响的矛盾性。(2)既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性,又要注意催化剂的活性对温度的限制。(3)既要注意理论上的需要,又要注意实际可能性。讨论题：分析讨论：反应2SO2+O22SO3+Q适宜的生产条件常压，400～500C，V2O5催化剂并使用过量空气098.397.796.794.992.985.65500C99.399.098.697.896.993.55000C99.799.699.599.298.697.54500C99.999.999.999.799.699.24000C100atm50atm25atm10atm5atm1atmPTSO2转化率2SO2+O22SO3不同条件下SO2转化率(原料其中SO2和空气的体积比是1:3)二、合成氨工业简述：1、主要流程：原料气制取净化压缩合成分离液氨2、原料气制取：空气压缩碳液态空气N2(先逸出)物理方法蒸发CO2(+N2)N2化学方法分离出CO2制氮气:制氢气:水蒸气CO+H2CO2+H2H2炽热碳H2O(气)分离出CO2C(S)+H2O(g)CO(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)练习: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5000C左右的温度D.采用2×107～5×107Pa的压强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______________。加快反应速率提高催化剂活性温度过高不利于SO3生成常压下SO2转化率已经很高通入过量空气3、工业上用以合成氨的原料之一——氢气，有一种来源是取自石油气。有人设计了以下反应途径，假设反应都能进行，你认为最合理的是（）A.C3H8C+H2B.C3H8C3H6+H2C.C3H8+H2OCO+H2D.C3H8+O2CO2+H2OH2OH2+O2及高温高温脱氢催化剂电解4、在合成氨反应中，入口气体体积比N2:H2:NH3为6:18:1，出口气体体积比为9:27:8，则H2的转化率为________。25%N2+3H22NH3起始6181变化X3X2X6-X:1+2X=9:8X=1.5H2转化率=×100%=25%1.5×318