工业合成氨培训讲学.ppt

工业合成氨工业合成氨工业合成氨工业合成氨：工业合成氨：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H=-92.2KJ/mol S=-198.2J/(K mol)合成氨反应的特点：合成氨反应的特点：1.可逆反应可逆反应2.放热反应放热反应3.气体体积减小的反应气体体积减小的反应利用所学理论分析工业合成氨的适宜条件？利用所学理论分析工业合成氨的适宜条件？一、合成氨反应的方向一、合成氨反应的方向 H-T S-92.2kJmol1298K198.2JK1mol133.1kJmol10，故该反应在故该反应在298K时能自发进行时能自发进行二、合成氨反应的限度二、合成氨反应的限度影响合成氨反应的限度的因素有哪些？从反应限度角度影响合成氨反应的限度的因素有哪些？从反应限度角度考虑应选择什么条件？考虑应选择什么条件？温度温度低温低温压压强强高高压压浓浓度度N2:H2=1:3练习练习 1.合成氨所需要的合成氨所需要的氢氢气可由煤与水反气可由煤与水反应应制得，其制得，其中有如下反中有如下反应应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，H 0.欲提高欲提高CO的的转转化率可采用的方法是化率可采用的方法是 ()降低温度降低温度 增大增大压压强强 使用催化使用催化剂剂 增大增大CO的的浓浓度度 增大水蒸气的增大水蒸气的浓浓度度A.B.C.D.C三、合成氨反应的速率三、合成氨反应的速率影响合成氨反应的速率的因素有哪些？从反应速率角度影响合成氨反应的速率的因素有哪些？从反应速率角度考虑应选择什么条件？考虑应选择什么条件？温度温度高温高温压压强强高高压压浓浓度度增大增大N2、H2浓浓度度催化催化剂剂Fe（铁铁触媒）触媒）四、合成氨的适宜条件四、合成氨的适宜条件条件条件工工业合成氨的适宜条件合成氨的适宜条件压强在在设设备备条条件件允允许许的的前前提提下下，尽尽量量采采取取高高压压(1101107 71101108 8Pa)Pa)温度温度700K,700K,考考虑虑速率，催化速率，催化剂剂的适宜温度的适宜温度(该该温温度下催化度下催化剂剂活性最大活性最大)催化催化剂铁铁做催化做催化剂剂浓度度不断的不断的补补充反充反应应物，及物，及时时的分离出的分离出产产物，物，N2、H2的物的物质质的量之比的量之比1:2.8 练习练习 1.19131.1913年德国化学家哈伯年德国化学家哈伯发发明了以低成明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大本制造大量氨的方法，从而大大满满足了当足了当时时日益增日益增长长的人口的人口对对粮食的需求。下列是哈伯法的流程粮食的需求。下列是哈伯法的流程图图，其中，其中为为提高原料提高原料转转化率而采取的措施是化率而采取的措施是()A B C DB不同不同压压强强SO2的的转转化率（化率（%）1.01.0105Pa 5.05.0105Pa 1.01.0106Pa 5.05.0106Pa 1.011.01107Pa 450 97.5%97.5%98.9%98.9%99.2%99.2%99.6%99.6%99.7%99.7%500 85.5%85.5%92.9%92.9%94.9%94.9%97.7%97.7%98.3%98.3%已知已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0 其其实验实验数据数据见见表表（1 1）从）从理理论论上上分析，分析，为为了使二氧化硫尽可能了使二氧化硫尽可能转转化化为为三氧三氧化硫，可控制的反化硫，可控制的反应应条件条件 。（2 2）实际实际生生产产中，中，选选定定400400500500作作为为操作温度其原操作温度其原因是因是 。（3 3）实际实际生生产产中，采用的中，采用的压压强强为为常常压压，其原因是，其原因是 。（4 4）在生）在生产产中，通入中，通入过过量空气的目是量空气的目是 。(5)(5)尾气中有尾气中有SOSO2 2必必须须回收是回收是为为了了 。（1 1）从理）从理论论上分析，上分析，为为了使二氧化硫尽可能了使二氧化硫尽可能转转化化为为三三氧化硫，可控制的反氧化硫，可控制的反应应条件是条件是 常常压压、450、催化、催化剂剂。（2 2）实际实际生生产产中，中，选选定定400400500500作作为为操作温度其操作温度其原因是：原因是：在此温度下催化在此温度下催化剂剂的活性最高的活性最高。（3 3）实际实际生生产产中，采用的中，采用的压压强强为为常常压压，其原因是，其原因是在在常常压压下下SO2的的转转化率就已化率就已经经很高了很高了(97.5%)，若采用高，若采用高压压，平衡能向右移平衡能向右移动动，但效果并不明，但效果并不明显显，比起高，比起高压设备压设备，得不得不偿偿失。失。（4 4）在生）在生产产中，通入中，通入过过量空气的目是量空气的目是增大反增大反应应物物O2的的浓浓度，提高度，提高SO2的的转转化率化率。(5)(5)尾气中有尾气中有SOSO2 2必必须须回收是回收是为为了了防止防止污污染染环环境。境。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢