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1、第4節(jié)化學反應條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨 化學反應條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨 目標定位自我檢測學習探究知識回顧本節(jié)知識目錄 探 究 點 一 合 成 氨 反 應 的 限 度 、 速率 探 究 點 二 合 成 氨 的 適 宜 條 件 學習目標定位1.能做到應用化學反應速率和化學平衡原理，選擇合成氨的適宜條件。2.體會應用化學原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。 學 習 重 難 點 ：合成氨的適宜條件。 知識梳理溫故追本溯源推陳方可知新溫度越高，反應速率越大 升高溫度，平衡向吸熱方向移動 壓強越大，反應速率越大 增大壓強，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動 正催化劑加快反應速率；受溫度影響較大 催化劑對平衡移動無影
2、響 反應物濃度越大，反應速率越大 增大反應物濃度，平衡正向移動 正反應是放熱反應。降低溫度、增大壓強有利于化學平衡向生成氨的方向移動，且N2、H 2體積比為1 3時平衡混合物中氨的含量最高。學習探究探 究 點 一 ：合成氨反應的限度、速率 基礎(chǔ)自學落實重點互動探究2 利用化學平衡移動的知識分析什么條件有利于氨的合成？答 案合成氨反應的特點有可逆反應；常溫下能自發(fā)的反應；正反應氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減??； 學習探究基礎(chǔ)自學落實重點互動探究使用催化劑 升高溫度增大壓強增大反應物濃度N 2、H 2使用催化劑 3.利用條件對反應速率的影響分析。 歸 納 總 結(jié)基礎(chǔ)自學落實重點互動探究使 NH 3生 產(chǎn) 得 快
3、和 使 NH 3生 產(chǎn) 得 多 的 條 件條件速率分析平衡分析壓強溫度催化劑反應物的濃度高壓高壓高溫低溫使用無影響增大濃度增大濃度 活 學 活 用基礎(chǔ)自學落實重點互動探究D 基礎(chǔ)自學落實重點互動探究C 學習探究探 究 點 二 ：合成氨的適宜條件 基礎(chǔ)自學落實重點互動探究工業(yè)合成氨對各種外界條件選擇的理由1 壓強：高壓 理由： 合成氨反應是正反應氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的氣體反應，增大壓強既可以增大反應速率，又能使平衡正向移動，所以理論上壓強越大越好。但是壓強越大，對設(shè)備的要求越高、壓縮H 2和N2所需要的動力越大，因此選擇壓強應符合實際科學技術(shù)。2 溫度： 700K 理由： (1)因為正反應方向是放熱
4、的反應，所以降低溫度有利于平衡正向移動。 但是溫度越低，反應速率越小，達到平衡所需要的時間越長，因此溫度也不宜太低。 (2)主要原因為催化劑在該溫度下活性最大。 學習探究基礎(chǔ)自學落實重點互動探究N2和H 2的物質(zhì)的量之比為1 2.8的投料比，氨及時從混合氣中分離出去3 濃度：增大反應物的濃度可以增大反應速率，減小生成物的濃度可以使平衡正向移動。從化學平衡的角度分析，在氮氣和氫氣的物質(zhì)的量比為1 3時，平衡轉(zhuǎn)化率最大，但是實驗測得適當提高N2的濃度，即N2和H 2的物質(zhì)的量之比為1 2.8時，更能促進氨的合成。實際生產(chǎn)中的處理方法：及時將氣態(tài)氨冷卻液化分離出去；及時將氮氣和氫氣循環(huán)利用，使其保持
5、一定的濃度。理由：經(jīng)濟效益和社會效益要求化學反應速率要快，原料的利用率要高，單位時 間的產(chǎn)量要高。實際生產(chǎn)中選用鐵為主體的多成分催化劑(鐵觸媒)，它在700K時活性最高。4 催化劑：使用鐵觸媒作催化劑理由： 歸 納 總 結(jié)基礎(chǔ)自學落實重點互動探究合 成 氨 的 適 宜 條 件外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強溫度催化劑濃度根據(jù)反應器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標來選擇壓強適宜溫度，700 K左右使用鐵觸媒作催化劑N 2和H 2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 學習探究基礎(chǔ)自學落實重點互動探究合 成 氨 流 程 簡 圖合 成 塔氨 分 離 器水 冷 器循環(huán)氣體壓縮機循環(huán)壓縮機氫氮混合氣 活 學 活 用基礎(chǔ)自學落實重點互動探究D 基礎(chǔ)自學落實重點互動探究B 基礎(chǔ)自學落實重點互動探究學 習 小 結(jié) 自我檢測檢測學習效果體驗成功快樂1 2 3 4 D 5 C 檢測學習效果體驗成功快樂請 選 擇 1 2 3 4 5 檢測學習效果體驗成功快樂請 選 擇 1 2 3 4 A 5 題 目 解 析檢測學習效果體驗成功快樂請 選 擇 1 2 3 4 A5 檢測學習效果體驗成功快樂請 選 擇 1 2 3 4在中增加N2，故H 2的轉(zhuǎn)化率增大，即 在中增加H 2，故H 2的轉(zhuǎn)化率減小，即 在基礎(chǔ)上增加氨，平衡向逆反應方向移動，H 2的轉(zhuǎn)化率變小，有 5 本講內(nèi)容結(jié)束請完成課時作業(yè)
高中化學第2章化學反應的方向限度與速率2.4化學反應條件的優(yōu)化__工業(yè)合成氨課件魯科版選修
