浙江地区高二化学合成氨条件的选择 浙教.ppt

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1、合成氨条件的选择2021/8/8 星期日1两两万万多多次次实实验验 1909年年，德德国国化化工工专专家家哈哈伯伯发发现现锇锇催催化化剂剂，然然而而锇锇是是贵贵重重金金属属，不不易易推推广广，于于是是，德德国国化化学学家家波波施施决决心心研研究究一一种种廉廉价价的的催催化化剂剂。最最后后用用天天然然磁磁铁铁矿矿和和其其他他金金属属混混合合实实验验，发发现现具具有有良良好好效效果果，而而这这些些其其他他金金属属的的组组成成和和比比例例，以以及及合合成成氨氨条条件件的的选选择择，却却使使他他们们颇颇费费周周折折，经经过过两两万万多多次次实实验验，终终于于得得到到理理想想的的含含有有少少数数K、Mg

2、、Al和和Ca的铁主催化剂及合成条件。的铁主催化剂及合成条件。2021/8/8 星期日2一一、分析合成氨适宜的条件、分析合成氨适宜的条件增大反应物浓度，升高反应温度，增大压强，增大反应物浓度，升高反应温度，增大压强，使用催化剂使用催化剂有利化学反应速率角度：有利化学反应速率角度：有利化学反应平衡角度：有利化学反应平衡角度：增大反应物浓度，降低反应温度，增大压强增大反应物浓度，降低反应温度，增大压强可见，增大反应物浓度，增大压强，使用可见，增大反应物浓度，增大压强，使用适宜的催化剂对反应有利。适宜的催化剂对反应有利。2021/8/8 星期日3NH3 压强压强/MPa 含量含量/%温度温度/C0.

3、11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4达到平衡达到平衡时平衡混合物中平衡混合物中NH3的含量（体的含量（体积分数分数）2021/8/8 星期日4二、工业上合成氨的适宜条件二、工业上合成氨的适宜条件21075 107Pa，500，铁触媒做催化剂，铁触媒做催化剂自学课本，回答下列问题：自学课本，回答下列问题：1、合成氨生产时，为什么不采用尽可能高的压强？通

4、、合成氨生产时，为什么不采用尽可能高的压强？通常采用常采用21075 107Pa 的压强？的压强？2、实际生产中，为什么温度不能太高而采用适当高温、实际生产中，为什么温度不能太高而采用适当高温（500）？）？3、在高温高压下，为什么还要使用催化剂？、在高温高压下，为什么还要使用催化剂？4、你认为合成氨中，氮气和氢气的体积比为多少最佳，、你认为合成氨中，氮气和氢气的体积比为多少最佳，为什么？为什么？2021/8/8 星期日5三、合成氨工业简述三、合成氨工业简述回答下列问题：回答下列问题：1、用图式表示合成氨的流程？、用图式表示合成氨的流程？2、如何制得原料气？、如何制得原料气？3、为什么要对原料

5、气净化？、为什么要对原料气净化？原料气原料气的制取的制取净净化化压压缩缩合合成成分分离离液氨液氨2021/8/8 星期日6合成氨的实地照片合成氨的实地照片2021/8/8 星期日7合成氨的工业流程合成氨的工业流程1、压缩机、合成塔、压缩机、合成塔2、热交换过程、热交换过程3、氨的分离、氨的分离4、循环操作过程、循环操作过程5、浙江嘉化实业股份浙江嘉化实业股份有限公司产品介绍有限公司产品介绍2021/8/8 星期日8将游离态的氮转化为化合态的氮在工业将游离态的氮转化为化合态的氮在工业上有较大的价值。上有较大的价值。N2NH3医药医药炸药炸药染料染料化肥化肥2021/8/8 星期日9小小 结结1、

6、合成氨的工业条件的选择、合成氨的工业条件的选择反应速率和化学平衡共同作用的结果反应速率和化学平衡共同作用的结果2、合成氨原料的制备和工艺流程、合成氨原料的制备和工艺流程2021/8/8 星期日10练习一练习一 合成氨反应合成氨反应N2+3H2=2NH3 从反应速率的角从反应速率的角度分析度分析_、_、_、_都可加快反应速率。都可加快反应速率。但从平衡移动原理看，升高温度平衡向但从平衡移动原理看，升高温度平衡向_移动。移动。氨的平衡浓度氨的平衡浓度_,因此，通常采用因此，通常采用_左右温度，左右温度，这样既可以使反应速率这样既可以使反应速率_,又能使催化剂的又能使催化剂的_，压强越大，压强越大，

7、NH3的平衡浓度的平衡浓度_，但对，但对_和和_要求也高，所以一般采用要求也高，所以一般采用_pa,生产上使用过量生产上使用过量的的N2，其目的是为了，其目的是为了_。2021/8/8 星期日11练习二合成氨工业的主要反应为：N2+3H2 2NH3+92.4KJ（1）原料）原料N2不能用空气来代替，而必须用纯不能用空气来代替，而必须用纯N2这是因为这是因为。H2来自于水和焦炭，有关的化学方程式为来自于水和焦炭，有关的化学方程式为原料气体必须经过净化的原因原料气体必须经过净化的原因。（2）在合成塔中，进行合成氨要在高温高压和有催化剂的）在合成塔中，进行合成氨要在高温高压和有催化剂的条件下进行，试分析各反应条件的作用：高温（条件下进行，试分析各反应条件的作用：高温（500 C）高压（高压（5107Pa)；催化剂；催化剂。（3）从合成塔出来的气体工业上采用）从合成塔出来的气体工业上采用法将法将NH3分分离出来。离出来。2021/8/8 星期日12练习三m molN2和n molH2在一定条件下反应，达到平衡时生成了2a molNH3，则N2在反应混合物中的体积分数是（）A、100m 100a B、100(m a)m+n-2a m+n-a%C、100a m+n-a%D、100a m n%2021/8/8 星期日132021/8/8 星期日142021/8/8 星期日15