資源簡(jiǎn)介

(共14張PPT)
溫故而知新
①溫度②濃度③壓強(qiáng)
①溫度②濃度③壓強(qiáng)④催化劑
影響反應(yīng)限度的因素
影響反應(yīng)速率的因素
如何使氨氣產(chǎn)生的又多、又快、而且原料利用率還高呢？
化學(xué)反應(yīng)原理
第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化
-----合成氨的適宜條件
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H = -92.2kJ·mol-1
外界條件 使NH3生產(chǎn)得多 使NH3生產(chǎn)得快
平衡分析 速率分析
催化劑 無(wú)影響 使用
溫度 低溫 高溫
壓強(qiáng) 增大 增大
反應(yīng)物的濃度 增大 增大
生成物的濃度 減小 減小
一起走進(jìn)合成氨工廠
1. 催化劑怎么選擇？
條件 Ea /kJ·mol-1 k(催)/k(無(wú))
無(wú)催化劑 335 3.4×1012(700K)
使用Fe催化劑 167
使用鐵觸媒催化劑，在700K左右活性最大
德國(guó)化學(xué)家 哈伯
“將空氣轉(zhuǎn)化為面包“
2. 溫度怎么選擇？
1. 低溫反應(yīng)正向進(jìn)行
2. 高溫提高反應(yīng)速率
3. 考慮催化劑的最適溫度
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H = -92.2KJ·mol-1
一般使用鐵觸媒做催化劑，控制反應(yīng)溫度在700K左右
3.壓強(qiáng)怎么選擇？
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）
根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來(lái)選擇壓強(qiáng)，大致分為低、中、高壓三種類(lèi)型（ 1×107 ~ 1×108Pa）
1.增壓反應(yīng)正向進(jìn)行
2.增壓可以增大反應(yīng)速率
3.壓強(qiáng)大，對(duì)設(shè)備要求高，所需動(dòng)力大
4.N2 、H2的比例怎么選擇？
氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比為1：3時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率最大
實(shí)驗(yàn)表明，在氮?dú)馀c氫氣物質(zhì)的量之比為1:2.8時(shí)更能加快合成氨反應(yīng)的進(jìn)行
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）
低，中，高（ 1×107 ~ 1×108Pa）
壓強(qiáng)
鐵觸媒
溫度
700K左右
濃度
1：2.8的投料比, 氨及時(shí)分離出去
原料的價(jià)格
未轉(zhuǎn)化的氮?dú)夂蜌錃獾难h(huán)使用
反應(yīng)熱的綜合利用等
催化劑
1. 從理論上分析，為使二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)選擇的條件是
2. 在實(shí)際生產(chǎn)中，選定的溫度為400-500℃，壓強(qiáng)選擇常壓原因是
學(xué)以致用
450℃ 10MPa
在硫酸工業(yè)中，通過(guò)下列反應(yīng)使SO2，氧化為SO3
2SO2（g）+O2 （g） 2SO3 （g） △H=-196.6kJ/mol
溫度/℃ 平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
資料拓展
哈伯 發(fā)明用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂?br/>博施 開(kāi)發(fā)合成氨采用的高壓方法
埃特爾 發(fā)現(xiàn)哈伯法合成氨的機(jī)理
中國(guó)突破
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)研制了多種新型催化劑，并將合成氨的溫度、壓強(qiáng)分別降到了350℃、1MPa
作業(yè)
必做題
選做題
完成學(xué)案課后題
合成氨工業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展前景的調(diào)查報(bào)告（可小組合作分工）
謝 謝！

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