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2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.4 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨課件4 魯科版選修4.ppt

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2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.4 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨課件4 魯科版選修4.ppt

第2章 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化 工業(yè)合成氨,1785年,確定了氨的組成:氮、氫,研究N2 和 H2直接合成NH3,1913年實現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn),德國科學(xué)家哈伯在10年的時間內(nèi)進(jìn)行了無數(shù)次的探索,單是尋找高效穩(wěn)定的催化劑,2年間他們就進(jìn)行了多達(dá)6500次試驗,測試了2500種不同的配方,最后選定了一種合適的催化劑-鐵,使合成氨的設(shè)想在1913年成為工業(yè)現(xiàn)實。鑒于合成氨工業(yè)的實現(xiàn),瑞典皇家科學(xué)院于1918年向哈伯頒發(fā)了諾貝爾化學(xué)獎。,N2(g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 298K時: H= -92.2 kJmol-1 S= - 198.2JK-1mol-1 請根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析298K下合成氨反 應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行? H-TS = -33.14 kJmol-1<0 自發(fā),交流研討1,1、從反應(yīng)的可逆性、熱效應(yīng)、氣體物質(zhì)系數(shù)變化的角度分析合成氨的反應(yīng)特點?,N2+3H2 2NH3,交流研討2,2、請利用化學(xué)平衡移動的知識分析采取什么措施有利于氨的生成?,降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度、降低生成物濃度,達(dá)到平衡時平衡混合物中NH3的含量 (體積分?jǐn)?shù)) V(N2):V(H2)=1:3 ,溫度降低,氨的含量增大,無影響,高壓,低溫,為1:3時,NH3的含量最高,及時轉(zhuǎn)移走NH3,小結(jié),1、你認(rèn)為可以通過控制那些反應(yīng)條件來提高合成氨反應(yīng)的速率?,升高溫度 增大壓強(qiáng) 增大反應(yīng)物濃度 使用催化劑,交流研討2,2、實驗研究表明,在特定條件下,合成氨反應(yīng)的速率與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系為:, =C(N2)C1.5(H2)C-1(NH3),請你根據(jù)關(guān)系式分析:各物質(zhì)的濃度對反應(yīng)速率有哪些影響?可以采取哪些措施來提高反應(yīng)速率?,交流研討2,催化劑對合成氨反應(yīng)速率的影響,使用催化劑可使合成氨反應(yīng)的速率提高上萬億倍。,增大N2、H2的濃度,且提高氫氣比例,研究表明,在特定條件下,合成氨反應(yīng)的速率 與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式為: v = kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3),及時轉(zhuǎn)移走NH3,高溫,高壓,催化劑,【小結(jié)】,合成氨的適宜條件,根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來選擇壓強(qiáng),適宜溫度,700 K左右,使用鐵觸媒作催化劑,N2和H2的物質(zhì)的量比為12.8的投料比,氨及時從混合氣中分離出去,鐵觸媒催化能力,小結(jié):合成氨選擇適宜生產(chǎn)條件的原則,1.既要注意外界條件對反應(yīng)影響的一致性, 又要注意外界條件對反應(yīng)影響的矛盾性。,2.既要注意溫度、催化劑對速率影響的一致 性;又要注意催化劑的活性對溫度的限制。,3.既要注意注意理論上的需要,又要注意 實際操作的可能性。,思考:假如你是一個化工廠的技術(shù)廠長,你如何優(yōu)化生產(chǎn)條件,從而提高經(jīng)濟(jì)效益提高?,“一戰(zhàn)”期間在哈伯的指導(dǎo)下,德國合成了1000噸液氨,并且用它制造出3500噸烈性炸藥TNT,謝謝,

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本文(2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.4 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨課件4 魯科版選修4.ppt)為本站會員(jun****875)主動上傳,裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。 若此文所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請立即通知裝配圖網(wǎng)(點擊聯(lián)系客服),我們立即給予刪除!

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