化学反应的调控(公开课)课件.ppt

复习：复习：化学反应速率和化学反应速率和化学平衡化学平衡的应用的应用N2和H2人人工工固固氮氮固固氮氮作作用用（豆豆科科植植物物的的根根瘤瘤）动动物物排排泄泄物物及及遗遗体体动动物物摄摄食食植植物物遗遗体体被被细细菌菌分分解解制制造造蛋蛋白白质质雷雷电电作作用用氨氨或或铵铵盐盐亚亚硝硝酸酸盐盐硝硝酸酸盐盐大大气气中中的的氮氮自然界中氮的循环自然界中氮的循环氮的固定氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。不同温度下大气固氮和工业固氮的部分不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K K值。值。反应反应大气固氮大气固氮N2(g)+O2(g) 2NO(g) 人工固氮人工固氮N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)温度温度/27 200025400 450平衡常数平衡常数 K3.8410-310.151080.5070.152分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？关注反应关注反应变量（一）变量（一）反应反应关注反应关注反应变量（二）变量（二）温度温度变量（三）变量（三）平衡常数平衡常数氮的固定氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。不同温度下大气固氮和工业固氮的部分不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K K值。值。反应反应大气固氮大气固氮N2(g)+O2(g) 2NO(g) 人工固氮人工固氮N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)温度温度/27 200025400 450平衡常数平衡常数 K3.8410-310.151080.5070.152分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？关注温度关注温度 观察反应观察反应 与平衡常与平衡常 数的关系数的关系氮的固定氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。不同温度下大气固氮和工业固氮的部分不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K K值。值。反应反应大气固氮大气固氮N2(g)+O2(g) 2NO(g) 人工固氮人工固氮N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)温度温度/27 200025400 450平衡常数平衡常数 K3.8410-310.151080.5070.152分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？关注平衡关注平衡常数常数 观察反应观察反应 与温度的关与温度的关系系控制变量控制变量“定一议二定一议二”氮的固定氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。不同温度下大气固氮和工业固氮的部分不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K K值。值。反应反应大气固氮大气固氮N2(g)+O2(g) 2NO(g) 人工固氮人工固氮N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)温度温度/27 200025400 450平衡常数平衡常数 K3.8410-310.151080.5070.152分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）分析数据你能得出哪些结论？（注意对比数据间的关系）选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？选择哪个反应作为工业合成氨的原理更合适？控制变量控制变量“定一议二定一议二”思考与交流：思考与交流：假如你是一名生产工艺设计者，你认为工业合假如你是一名生产工艺设计者，你认为工业合成氨的过程中可以从哪些角度考虑来提高生产成氨的过程中可以从哪些角度考虑来提高生产效益？效益？反应原理：反应原理：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；H0思考与交流基本要求：基本要求：a a、反应快、反应快速率速率b b、原料利用率高、原料利用率高反应限度大反应限度大平衡平衡c c、还要考虑、还要考虑 设备的要求和投入设备的要求和投入 能耗的高低能耗的高低主要：主要：经济效益与社会效益经济效益与社会效益温度温度压强压强催化剂催化剂浓度浓度问题问题3 3：分别从化学反应速率和化学平衡两个角分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。度分析合成氨的合适条件。高高 温温高高 压压使使 用用高高 压压低低 温温无无 影影 响响增大N2与H2的投料比N2、H2和NH3混合气分离体系中的NH3循环利用N2和H2请你依据平衡移动原理在二维坐标图中画出请你依据平衡移动原理在二维坐标图中画出氢气的平衡转化率随温度和压强变化的图像氢气的平衡转化率随温度和压强变化的图像并说明你的理由（关注变量控制）。并说明你的理由（关注变量控制）。在合成氨过程中收集到如下数据在合成氨过程中收集到如下数据体积分数体积分数 V(N2):V(H2)=1:3分析数据你能得出什么结论？分析数据你能得出什么结论？温度相同，增温度相同，增大压强，大压强，NHNH3 3的含量增加的含量增加体积分数体积分数 V(N2):V(H2)=1:3分析数据你能得出什么结论？压强相同，升高温度，NH3的含量降低使用催化剂：铁触媒使用催化剂：铁触媒这样可以大大加快化学反应速率，提这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；高生产效率，也提高了经济效益；选择合适的温度：选择合适的温度：500500左右左右该温度是为合成氨催化剂的活性温度；该温度是为合成氨催化剂的活性温度；选择合适的压强选择合适的压强: : 2.02.010107 75.05.010107 7PaPa该压强下进行生产，对动力、材料、该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。设备等来说正合适。N N2 2与与H H2 2的投料比为的投料比为1:2.81:2.8，将氨气及时分离出来将氨气及时分离出来循环操作过程循环操作过程合成氨的适宜条件N2和H2工业制硫酸工业制硫酸热交换器热交换器