化學(xué)反應(yīng)條件的選擇工業(yè)合成氨課件省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

第2章第四節(jié)

《

化學(xué)反應(yīng)條件優(yōu)化——工業(yè)合成氨》新汶中學(xué)王菊11.21/31經(jīng)過法院實習(xí)，讓我了解了本專業(yè)在實際中應(yīng)用，將理論用于實踐中，這么才能使我今后更？好地掌握基礎(chǔ)理論知識，加深對本行業(yè)了解，為以后學(xué)習(xí)和工作打下很好基礎(chǔ)，在此分享體會。下面是美文網(wǎng)小編為大家搜集整理法院實習(xí)體會，歡迎大家閱讀。法院實習(xí)體會篇1白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間實習(xí)生活已靠近尾聲，還沒來得及細(xì)細(xì)感受，時間就這么被吞噬了。在法院政治處實習(xí)這段時間，自己學(xué)到不但僅是書本應(yīng)有知識，更多是比書本知識更寶貴工作經(jīng)驗和人生哲理。實習(xí)是學(xué)校課堂和社會職場磨合，是架接理論和實際橋梁，實習(xí)不但是一個鍛煉，更是一個學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)不單純學(xué)習(xí)自己專業(yè)知識，更主要是學(xué)習(xí)社會知識，學(xué)習(xí)社會職場上應(yīng)該以一個什么樣工作狀態(tài)去面對自己職業(yè)，為期一個半月實習(xí)生活給了我最好詮釋：面對工作應(yīng)該是耐心仔細(xì)，細(xì)心慎重，認(rèn)真負(fù)責(zé)，公私分明，這么工作狀態(tài)和工作態(tài)度才能真正把握自己執(zhí)業(yè)方向及目標(biāo)，司法工作人員為人民服務(wù)精神才能有所表達(dá)。剛來到法院時候，心里確實沒底，總有些擔(dān)心不安和茫然。幸好法院工作人員對我們很熱情，指導(dǎo)我們十分耐心，院領(lǐng)導(dǎo)更是尤其關(guān)心我們學(xué)習(xí)和生活，這為剛參加社會教學(xué)目標(biāo)【知識與技能】應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨適宜條件；【過程與方法】

利用化學(xué)反應(yīng)原理和化工生產(chǎn)條件選擇思緒和方法分析問題，處理問題；體驗實際生產(chǎn)條件選擇與理論分析差異；【情感態(tài)度與價值觀】認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理在工業(yè)生產(chǎn)中主要作用，提升對化學(xué)反應(yīng)價值認(rèn)識，從而贊賞化學(xué)科學(xué)對個人生活和社會發(fā)展貢獻。2/31

化學(xué)反應(yīng)速率

化學(xué)平衡氣體壓強溫度催化劑濃度回顧：影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡主要原因有哪些?升高溫度,反應(yīng)速率加緊增大壓強,反應(yīng)速率加緊催化劑加緊反應(yīng)速率增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加緊升高溫度,平衡向吸熱方向移動增大壓強,平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小方向移動催化劑對平衡無影響增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動3/31

19世紀(jì)以前，有遠(yuǎn)見化學(xué)家曾指出：考慮到未來糧食問題，為使子孫后代免于饑餓，必須寄希望于科學(xué)家能實現(xiàn)大氣固氮——將空氣中豐富氮固定下來并轉(zhuǎn)化為可被利用形式。德國化學(xué)家哈伯在1913年實現(xiàn)了合成氨工業(yè)生產(chǎn)，所以人們贊揚哈伯是“用空氣制造面包圣人”。

弗里茨·哈伯4/31假如你是化工廠老板，你將怎樣選擇合成氨適宜反應(yīng)條件？都要考慮哪些方面問題？5/31一、理論1、反應(yīng)能否自發(fā)進行？（反應(yīng)方向問題）

2、怎樣能使氨氣產(chǎn)得多？（反應(yīng)程度問題）3、怎樣能使氨氣產(chǎn)得快？（反應(yīng)速率問題）

二、實際

生產(chǎn)成本和生產(chǎn)條件基本思緒△H-T△S<0增大反應(yīng)程度（平衡正向移動）加緊反應(yīng)速率6/31合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K時:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-1思索：請依據(jù)正反應(yīng)焓變和熵變，分析298K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進行？反應(yīng)方向△H-T△S<0反應(yīng)能自發(fā)進行7/31反應(yīng)特點合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K時:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-1思索：從反應(yīng)可逆性、熱效應(yīng)、氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)改變角度分析合成氨反應(yīng)特點。a、可逆反應(yīng)b、放熱反應(yīng)c、氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小反應(yīng)8/31思索：依據(jù)反應(yīng)特點，結(jié)合化學(xué)平衡移動知識，分析什么條件能使氨氣生成得多？反應(yīng)程度合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K時:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-19/31

降低溫度，

增大壓強有利于化學(xué)平衡向生成氨方向移動10/311:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2在溫度壓強一定時，N2、H2體積比為

1：3時平衡混合物中氨含量最高。

N2、H2體積比對產(chǎn)率影響圖在反應(yīng)到達(dá)一定轉(zhuǎn)化率時，將產(chǎn)物氨氣及時從混合氣體中分離出去。11/31思索：結(jié)合影響反應(yīng)速率原因，思索什么條件能使氨生成得快？反應(yīng)速率合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K時:△H=-92.2KJ·mol-1△S=-198.2J·K-1·mol-112/31合成氨反應(yīng)速率與反應(yīng)物質(zhì)濃度關(guān)系為:ν=κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)思索：能夠采取哪些辦法來提升反應(yīng)速率？增大N2、H2濃度，將氨及時從混合氣中分離出去反應(yīng)速率13/31催化劑對合成氨反應(yīng)速率影響條件△E（KJ/mol）k(催)/k(無)無催化劑3353.4×1012(700k)使用Fe催化劑167使用催化劑可使合成氨反應(yīng)速率提升上萬億倍反應(yīng)速率討論：催化劑是對合成氨反應(yīng)速率影響程度怎樣？14/31鐵觸媒催化能力15/31【交流研討】研討內(nèi)容研討問題

研討結(jié)果1、既然增大壓強既可提升反應(yīng)速率，又可提升氨產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強是否越大越好？壓強怎么定？2、既然降低溫度有利于平衡向生成氨方向移動，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好？3、催化劑對化學(xué)平衡移動沒有影響，在合成氨工業(yè)中要不要使用催化劑，為何？溫度怎么選擇？要不要用催化劑？適宜條件選擇16/31N2和H2物質(zhì)量比為1：2.8，及時將氣態(tài)氨冷卻液化分離出去；氮氣和氫氣循環(huán)利用.（閱讀書本67頁最終一段）討論：濃度怎么定？N2

和H2百分比怎么定？適宜條件選擇17/3118/31外部條件工業(yè)合成氨適宜條件壓強溫度催化劑濃度研討結(jié)果

適宜溫度

700K左右（催化劑活性最大）使用鐵觸媒作催化劑N2和H2物質(zhì)量比為1：2.8投料比,氨及時從混合氣中分離出去，未轉(zhuǎn)化N2和H2進行循環(huán)利用適宜條件選擇低壓：100個大氣壓中壓：200—300個大氣壓高壓：850—1000個大氣壓19/31工業(yè)上利用某可逆反應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品：

普通要使用催化劑：這么能夠大大加緊化學(xué)反應(yīng)速率，提升生產(chǎn)效率，也提升了經(jīng)濟效益；

選擇適當(dāng)溫度：該溫度是催化劑活性最大溫度；選擇適當(dāng)壓強：既要考慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，還要考慮動力、材料、設(shè)備等。【小結(jié)·反思】20/31已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)△H＜0（催化劑：V2O5在400—500℃催化效果最好）(1)應(yīng)選取溫度是______。應(yīng)采取壓強是______，理由是___________________________________________________________________________________450℃常壓因為常壓下SO2轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若采取較大壓強，SO2轉(zhuǎn)化率提升極少，但會增大設(shè)備成本?！驹囈辉嚒?1/31已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)△H＜0（4）尾氣中有SO2必須回收是為了

增大氧氣濃度，提升SO2利用率預(yù)防SO2污染空氣(3)在生產(chǎn)中，通入過量空氣目是

【試一試】22/311．在合成氨工業(yè)中，為增加NH3日產(chǎn)量，以下改變過程不能使平衡向右移動是（

）（A）不停將NH3分離出來（B）使用催化劑（C）采取700K左右高溫（D）采取2×107～5×107Pa壓強BC【鞏固提升】23/312．工業(yè)合成氨反應(yīng)是在500℃左右進行，主要原因是（

）A.500℃時反應(yīng)速率最快

B.500℃時NH3平衡濃度最大

C.500℃℃時N2轉(zhuǎn)化率最高

D.500時催化劑能發(fā)揮最大效力D【鞏固提升】24/313、在合成氨時，能夠提升H2轉(zhuǎn)化率辦法是（）(A)延長反應(yīng)時間(B)充入過量H2(C)充入過量N2(D)升高溫度C【鞏固提升】25/314.以下反應(yīng)到達(dá)平衡時，哪種條件下生成物含量最高：X2(g)+2Y2(g)

X2Y4(g)

（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）()A.高溫高壓B.低溫低壓C.高溫低壓D.高壓低溫D【鞏固提升】26/315.對于反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)以下判斷正確是()A.2體積SO2和足量O2反應(yīng),必定生成2體積SO3B.其它條件不變,增大壓強,平衡向右移動C.平衡時,SO2消耗速率必定等于O2生成速率兩倍D.平衡時,SO2濃度必定等于O2濃度兩倍.BC【鞏固提升】27/31哈伯功與過1905年哈伯在慕尼黑出版了《工業(yè)氣體反應(yīng)熱力學(xué)》一書。書中闡述了他對氮、氫合成反應(yīng)平衡關(guān)系研究。哈伯經(jīng)過不停探索和不懈努力，從常溫常壓到高溫高壓，從火花下反應(yīng)到使用不一樣催化劑。最終，在200個大氣壓和溫度在500-600℃時，氫、氮反應(yīng)得到6%以上氨。1909年7月，哈伯成功地建立了每小時能產(chǎn)生80克氨試驗裝置。哈伯為合成氨工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。耗時5年，終于找到了適當(dāng)催化劑，并設(shè)計出能長久使用和可操作簡便合成氨裝置。28/31

1914年第一次世界大戰(zhàn)開始，在戰(zhàn)爭期間該廠為德國提供了世界少有氮化合物，以生產(chǎn)炸藥和化肥。在哈伯提議下,德軍首次在戰(zhàn)場上使用毒氣,并有效地打擊了敵人。不過,當(dāng)毒氣戰(zhàn)計劃傳達(dá)給德軍師級指揮官時,遭到了全部指揮官拒絕。只有部隊被圍困在伊普雷城阿爾布雷希特公爵給予支持。3個多月后,“毒氣戰(zhàn)”在伊普雷戰(zhàn)役中正式誕生,造成英法聯(lián)軍約15000人中毒,并帶走了5000多人性命。29/31不過,這場毒氣戰(zhàn)最終并沒有給德國人帶來勝利,卻讓哈伯陷入了眾叛親離境地。哈伯妻子克拉克也是化學(xué)博士,很清楚毒氣危害。當(dāng)她哀求丈夫放棄這種慘無人道武器時,丈夫不但咒罵她,還聲稱毒氣是“盡快結(jié)束戰(zhàn)爭人道武器”。哈伯認(rèn)為,作為戰(zhàn)爭工具毒氣,并不比“天上飛彈體”更殘忍。這些言行遭到來自國際科學(xué)界一致訓(xùn)斥。

憤恨和無奈之下,克拉克用哈伯手槍自殺身亡。但這并沒有促使狂熱愛國者冷靜下來。相反,他堅信自己所做一切,都是“為了人類和平,為了祖國戰(zhàn)爭”。30/311918年，哈伯因研制合成氨作出重大貢獻而取得諾貝爾化學(xué)獎，因為第一次世界大戰(zhàn)中哈伯為德國軍方研制殺人化學(xué)武器，哈伯被戰(zhàn)勝國列入戰(zhàn)犯