《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化-工業(yè)合成氨》學(xué)案1

2/2第二章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)化——工業(yè)合成氨一、合成氨反應(yīng)的限度[交流研討]見(jiàn)課本65頁(yè)?！窘Y(jié)論】合成氨反應(yīng)是在298k時(shí)（填“能、不能”）自發(fā)進(jìn)行的熱反應(yīng)，同時(shí)也是氣體的物質(zhì)的量（填“增大、減小”）的熵（填“增、減”）反應(yīng)。因此，溫度、壓強(qiáng)將有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)：在一定的溫度、壓強(qiáng)下，反應(yīng)物氮?dú)?、氫氣的體積比為時(shí)，平衡混合物中氨的含量最高。二、合成氨反應(yīng)的速率[交流研討]見(jiàn)課本66頁(yè)。影響合成氨反應(yīng)速率的主要因素有：（1）在反應(yīng)過(guò)程中，隨著氨的濃度的__________，反應(yīng)速率會(huì)逐漸________，因此為了保持足夠高的反應(yīng)速率應(yīng)適時(shí)將_________從混合氣體中分離出來(lái)。（2）使用________可以使合成氨的反應(yīng)速率提高上萬(wàn)億倍。（3）溫度越高，反應(yīng)速率越________。三、合成氨的適宜條件[交流研討]見(jiàn)課本67頁(yè)。在合成氨生產(chǎn)中，達(dá)到高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率所需條件有時(shí)是矛盾的。因此選擇條件時(shí)應(yīng)該尋找以的反應(yīng)速率獲得適當(dāng)?shù)牡姆磻?yīng)條件。此外，還應(yīng)該考慮原料的價(jià)格、未轉(zhuǎn)化的合成氣的使用、的綜合利用等問(wèn)題。目前，合成氨生產(chǎn)一般選擇做催化劑；控制反應(yīng)溫度在左右；根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來(lái)選擇，大致分為低壓（1×107Pa）、中壓（2×107Pa~3×107Pa），和高壓（8.5×107Pa~1×108Pa）三種類(lèi)型。通常采用氮?dú)馀c氫氣物質(zhì)的量之比為的投料比?！具w移應(yīng)用】課本70頁(yè)第二題。【課堂練習(xí)】1.可逆反應(yīng)N2+3H22NH3△H＜0，達(dá)到平衡后，為了使氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，下列選項(xiàng)中采用的三種方法都正確的是（）A.升高溫度、降低壓強(qiáng)、增加氮?dú)釨.降低溫度、增大壓強(qiáng)、加入催化劑C.升高溫度、增大壓強(qiáng)、增加氮?dú)釪.降低溫度、增大壓強(qiáng)、分離出部分氨氣2、合成氨所需的H2可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得，其中一步的反應(yīng)為：CO(g)+H2O（g）CO2(g)+H2(g)（正反應(yīng)放熱），下列措施中，能提高CO轉(zhuǎn)化率的是（）A.增大壓強(qiáng)B.降低溫度C.增大水蒸氣濃度D.增大CO濃度【課后作業(yè)】1.在合成氨工業(yè)中，為增加氨的日產(chǎn)量，下列變化過(guò)程中不能使平衡向右移動(dòng)的是（）A.不斷將氨分離出來(lái)B.使用催化劑C.采用5000C左右的溫度D.采用2×107～5×102.下列事實(shí)能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋的是()A.使用鐵觸媒有利于氨的合成B.高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)C.500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D.合成氨時(shí)采用循環(huán)操作，可提高原料的利用率3.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0。其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表壓強(qiáng)/Pa轉(zhuǎn)化率/％溫度/℃1.01×1055.05×1051.01×1065.05×1061.01×10745097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3工業(yè)生產(chǎn)硫酸時(shí)，在SO2氧化為SO3的階段應(yīng)選擇的適宜條件：溫度應(yīng)選擇__________，理由是________________