高二化学苏教版选修2课件：2-1 氨的合成.ppt

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1、第一单元　氨的合成1．N2与H2生成NH3的反应特点？提示可逆反应，即N2、H2与NH3是一个共存体系。2．影响化学反应速率和化学平衡移动的因素？提示(1)影响化学反应速率的因素①浓度　②温度　③压强　④催化剂(2)影响化学平衡移动的因素①浓度　②压强　③温度3．从合成氨的经济效益考虑如何选择恰当的条件？提示要提高合成氨经济效益，一要考虑反应快慢二要考虑N2与H2的转化率，所以合适的条件为温度为500～700℃，选择中压、适宜的催化剂，N2与H2的投料比为1∶2.8时，生成的NH3及时分离移出。1．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，知道催化剂的研制对促进化工发展的重大

2、意义，认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强技术意识。2．从合成氨工业流程与技术出发了解化学在工农业生产中的具体应用，认识化学学科发展对化工生产技术进步的促进作用，认识化学工业在国民经济发展中的地位。哈伯高压适宜温度催化剂减小放热2．合成氨反应条件的选择在合成氨生产中要综合考虑、、、与来确定反应的条件。目前，工业上用作催化剂，在MPa、450℃左右用氮、氢混合气体进行氨的合成，得到的平衡混合物中，氨的含量约为20%。反应速率催化剂工作温度反应物转化率反应装置材料生产技术水平铁触媒20～501.合成氨的工业流程(1)制备原料气：合成氨的生产首先需要合成。原料气由体积比约为1∶3的和组成

3、。(2)反应前原料气的处理：把原料气、后送到合成塔。(3)合成反应：在一定条件下发生合成反应，就可以得到含有一定质量分数的平衡混合气。(4)反应后平衡混合气体的处理：从合成塔里排出的平衡混合气体中分离出氨气后，把未反应的送回合成塔循环利用。原料气氮气氢气加压预热氨气氮、氢原料气2．合成塔的构造特点原料气从进入，向上流经的环隙，至顶端后再进入。折流向下的气体穿过的管间，被加热到400℃左右进入第一层催化剂，经反应后温度上升到左右。在第一、二层间，反应气与冷的混合后进入第二层催化剂，以此类推，最后的气体从排出，折流向上穿过中心管，再经的管内换热后自塔顶排出塔外。外筒热交换器热交换器500

4、℃原料气第四层催化剂底部热交换器塔底为什么氮气氢气的混合气体送入合成塔前要压缩？提示提高反应物的浓度，能加快化学反应速率，有利于氨的合成。合成氨是一个可逆反应，从原料的利用率角度考虑，未反应N2和H2如何处理？提示循环使用【慎思1】【慎思2】什么是固氮？常见的固氮方式有哪些？提示将空气中的游离态的N2转化为化合态的过程称“固氮”，固氮方式有：生物固氮、自然固氮、化学固氮、人工模拟生物固氮。为什么N2与H2的投料之比为1∶2.8而不是1∶3?提示尽管N2与H2按1∶3反应但是为了提高价格较高的H2的转化率，可适当增加N2的投量，故选择1∶2.8。原料N2和H2在进合成塔前为什么净化？提

5、示防止催化剂中毒。【慎思3】【慎思4】【慎思5】常温下，合成氨反应能自发进行，所以合成氨的反应特点：①所有的反应物和生成物都是气态，且该反应为可逆反应；②气体的物质的量减少的熵减反应；③该反应的正反应是放热反应。2．合成氨反应原理的实验研究实验方法在一干燥的硬质试管中放入适量铁丝绒，按照右图连接好实验装置。加热试管中的铁丝绒至红热后，用注射器抽取20mL干燥氮气和60mL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。合成氨的实验装置实验现象导管口处的湿润的pH试纸变为蓝色。实验结论在铁丝绒和加热的条件下，氮气与氢气反应生成了氨。3．合成氨最佳条件反应条

6、件对化学反应速率的影响对平衡混合物中氨含量(体积分数)的影响合成氨条件的选择增大压强有利于增大化学反应速率有利于提高平衡混合物中氨的含量增大压强，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等要求也高，因此，工业上一般采用20～50MPa的压强续表升高温度有利于增大化学反应速率不利于提高平衡混合物中氨的含量升高温度，化学反应速率增大，但不利于提高平衡混合物中氨的含量，因此，合成氨时温度要适宜，工业上一般采用400～500℃左右的温度，在这个温度时，铁触媒的活性也最大使用催化剂有利于增大化学反应速率没有影响工业上一般采用铁触媒，使反应能在较低温度下较快地进行影响化学平衡和反应速率的因素

7、在合成氨中的综合应用。在合成氨工业中，采用下列哪些措施可以提高原料气的转化率()。①使用催化剂　②采用500℃左右的高温　③采用1×107～3×107Pa的压强　④不断将氨分离出来A．①③B．②③C．③④D．①④解析根据合成氨反应的特点，要提高原料的利用率，应尽量使化学平衡向生成NH3的方向移动，应为高压、降低温度并减少NH3的浓度，故③④合理。答案C【体验1】2．原料气的净化(1)对原料气净化的原因：在制取原料气的过程中，常混有一些杂质，其中的某些杂质会