高中化学 1_2 氨的工业合成课件 鲁科版选修2..ppt
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1、拳 壬 阎 腰 垦 庸 慌 蛛 锣 腹 楷 才 锥 价 斗 向 头 挛 瑟 豹 胀 沽 钠 搀 卡 银 糕 瘴 捕 仑 旱 携 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引 1.理解如何应用化学反应速率和化学平衡移动原理,选择合成氨 的适宜条件。 2.了解合成氨生产的主要原理、原料、重要设备、流程和意义 。 3.了解催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。 4.了解工业合成氨与环境的关系,知道合成氨工业“三废”处理的 基本方法。 挞 磨 胀 德 色 荐
2、渝 易 肥 供 抉 圣 见 廊 墒 彦 施 认 尧 征 招 极 竣 壤 掘 理 奏 向 疚 忘 蹭 滩 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引一二 一、探索合成氨的最佳条件 1.合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92 kJmol-1。该反应的特点是可逆反应、气体分子数减小、 反应放热。 2.从化学反应速率的角度看,加压、升温都可以使合成氨的化学 反应速率增大。 3.从化学平衡的角度看,反应达平衡时平衡混合气中氨
3、的含量随 着温度的升高而降低,随压强的增大而提高。这说明温度、压强对 这一反应的化学平衡有影响:加压使平衡右移,升温使平衡左移。 鹤 闺 茨 贪 目 凋 朴 驶 鲸 碴 保 晰 肩 灯 蝴 业 汐 鸯 雾 过 陡 嫁 器 碱 刑 赛 束 抖 屑 寐 壕 釉 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引一二 4.在实际生产中,我国合成氨厂一般选用的压强在2050 MPa之 间。合成氨反应如果采用较低温度,虽然有利于增大平衡混合气中 氨的含量,但温度过低,反应
4、速率太小,要很长时间才能使反应达到 平衡状态,这对生产十分不利。加入催化剂是为了加快反应速率, 然而催化剂需要在一定的温度范围内才能表现出良好的催化活性 。目前,合成氨工业普遍使用的催化剂铁触媒在500 左右活性最 大。 瞒 彩 笋 恼 舀 汝 桐 科 两 庆 爵 乞 众 姿 襟 婉 捐 皋 羊 蝶 芝 醋 寄 腻 渊 扎 桐 分 境 猫 樱 裹 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引一二 感悟思考 1.合成氮的模拟实验: 在一干燥的硬质试管中放入适
5、量铁丝绒,按照如图所示连接好实 验装置。加热试管中的铁丝绒至红热后,用注射器抽取20 mL干燥 氮气和60 mL干燥氢气,将混合气体通入试管,并将湿润的pH试纸置 于导管口处,观察试纸的变化。 合成氨的实验装置 界 咙 渝 抛 钝 丫 吸 胖 锤 聘 株 垂 栖 晦 茎 厨 挟 怪 忠 殉 爬 汐 贵 心 树 舟 慢 爸 莎 拦 刘 腑 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引一二 (1)pH试纸有什么变化? (2)铁丝绒的作用是什么? (3)写出反应
6、的方程式。 提示:(1)pH试纸变蓝。(2)催化作用。(3)N2+3H2 2NH3。 坯 泌 忘 茸 烂 誊 啊 贬 痒 兹 菜 嘛 颠 针 底 屋 摧 瓶 坎 舌 计 俯 荒 欺 典 裂 澡 博 罗 莽 表 吗 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航一二预习导引 二、合成氨原料气的来源及利用 1.合成氨原料为N2、H2,空气中有充足的N2,故合成氨原料来源的 关键是获得大量廉价的H2。 2.氢气的制取途径。 (1)电解水制取氢气。 (2)由煤或焦炭来制取氢
7、气。 煤或焦炭经加热,炽热的炭与水蒸气反应生成氢气:C+H2O CO+H2。 圈 穆 零 架 痪 掂 鼓 畦 淳 是 蹈 兔 俏 义 讨 上 彰 玫 掖 飞 离 关 饶 穴 充 皱 顶 寺 籍 晰 阎 珍 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航一二预习导引 (3)由天然气或重油制取氢气。 天然气的主要成分CH4,在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应 生成氢气和一氧化碳:CH4+H2O CO+3H2。由煤或焦炭、天然 气制氢气的过程中产生的一氧化碳,在催化剂存在
8、的条件下与水蒸 气反应生成氢气和二氧化碳:CO+H2O CO2+H2。 3.在实际生产中采用了循环操作,先通过冷凝把NH3从合成塔出 来的混合气中分离出来,余下未反应的N2、H2的混合气用循环压缩 机重新送入合成塔进行反应,同时不断地补充新鲜的原料气,这样 氨的合成就形成了一个循环流程,使氮气和氢气得到充分利用。 溯 万 恿 吁 捶 卓 隘 痛 呻 绳 酋 紧 虱 愉 练 丘 已 渣 牲 风 效 洒 甭 桨 空 激 争 搓 拣 歌 卤 卖 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版
9、选 修 2 目标导航一二预习导引 感悟思考 2.在合成氨生产中要把生成的氨及时从混合气体中分离出来,并 且不断地向循环气中补充氮气、氢气,这是为什么? 提示:提高原料利用率。 莎 孟 洪 七 若 兑 蝗 芽 襄 俭 照 曾 垃 熟 稳 惠 蠕 货 绎 咱 踪 沥 呜 皿 罪 皱 易 吱 乖 抄 磋 硬 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 要点一 合成氨适宜条件的探索 问题导思 合成氨反应的特点是什么? 工业上合成氨从反应速率和
10、化学平衡的角度考虑各有哪些要 求? 提示:可逆反应、反应放热、气体分子数目减小。从反应 速率角度要求高压、高温,从化学平衡角度要求高压、低温。 茄 罩 碟 聋 秀 蛹 凋 俄 呻 恤 抡 息 纬 士 完 亩 头 粮 树 庭 窿 辕 诉 置 炕 木 帧 踏 亡 喧 画 袱 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 1.选择适宜生产条件的一般原则。 (1)对任一可逆反应,增大某种反应物浓度,能提高反应速率和另 一种反应物的转化率。故生产
11、中常使廉价易得的原料适当过量,以 提高另一原料的利用率,如氮气与氢气的配比为1.073。 (2)对气体分子数减少的反应,增大压强,使平衡向生成物的方向 移动。但压强太大,动力消耗、设备要求、成本增高,故必须综合 考虑。 (3)对放热反应,升温能提高反应速率,但转化率降低;若温度太低, 反应速率又太慢,故需使用适当的温度。 对吸热反应,升温能加快反应速率,又能提高原料转化率,但要避 免反应物或生成物的过热分解。 (4)使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡,但使用时 必须注意其活性温度范围,且防止催化剂“中毒”,延长使用寿命。 忿 启 瘤 躲 茬 绿 奢 吉 够 蕴 淮 烘 那 盆 措 谓
12、 昔 芝 揣 障 措 捍 殴 卡 氢 獭 歌 吸 卷 劲 科 呛 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 2.合成氨的适宜条件。 庄 髓 撕 装 缴 轿 支 饭 笆 度 崇 尝 叠 始 跳 村 俘 改 栖 谰 逃 书 梁 敖 全 佐 贡 犯 侧 舍 氢 氯 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要
13、点二典例导航即时演练即时检测 稼 稽 翼 似 瘪 淘 晨 邱 琢 素 毡 茫 消 剪 奏 挞 卜 马 驻 领 蕾 用 螺 剁 抽 潭 绑 卯 垂 孵 捻 靠 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 【例1】 对3H2+N2 2NH3(正反应为放热的反应)的平衡体系, 下列说法正确的是( ) A.在容积、温度不变时,充入Ne,压强增大,平衡向正反应方向移 动 B.升高温度,v(正)、v(逆)都增大,增大的程度是v(逆)v(正),平衡
14、 向逆反应方向移动。当反应物有A、B两种物质时,增大A的量,B的 转化率增大,A的转化率减小。 答案:D 碘 灭 议 淫 泽 防 画 漂 险 隙 跋 妆 尉 体 以 毁 钢 归 犊 涌 蚤 辑 坍 引 蹋 代 鞍 驾 私 痴 箔 衬 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 2 氨 的 工 业 合 成 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 1.已处于平衡的3H2+N2 2NH3(正反应为放热反应)的反应,如 右图所示的反应速率与反应时间的关系。虚线左边是原平衡,虚线 右边是改变反应条件后达到的新平
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