魯科版高中華學化學反應原理(選修)《化學反應條件的優(yōu)化-工業(yè)合成氨》

上傳人:san****019 文檔編號:23122097 上傳時間:2021-06-05 格式:PPT 頁數(shù):15 大?。?91.50KB
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1、(魯科版)化學反應原理(選修) 化工生產(chǎn)過程中反應條件的優(yōu)化反 應 條 件 優(yōu) 化 的 目 的 :降 低 生 產(chǎn) 成 本 , 提 高 經(jīng) 濟 效 益化 學 反 應 限 度化 學 反 應 速 率 生 產(chǎn) 效 益生 產(chǎn) 效 率生 產(chǎn) 設 備 等 投 資 成 本經(jīng)濟效益 分 析 : 合 成 氨 的 反 應 特 點合 成 氨 反 應 是 一 個 可 逆 反 應 : N2+3H 2 2NH 3。已 知 298K時 :H = -92.2KJmol-1 S= -198.2JK-1mol-1_反 應正 反 應 為 _ 反 應正 反 應 為 氣 體 體 積 _ 的 反 應反應特點 可 逆 放 熱 減 小一、合成

2、氨反應的限度(課 本 P65) 1.請 根 據(jù) 正 反 應 的 焓 變 和 熵 變 分 析 在 298K下 合 成 氨 反應 能 否 自 發(fā) 進 行 ?反 應 能 自 發(fā) 進 行合 成 氨 反 應 是 一 個 可 逆 反 應 : N2+3H 2 2NH 3。已 知 298K時 :H = -92.2KJmol-1 S= -198.2JK-1mol-1(課 本 P65)H -TS= - 92.2KJmol-1-298K(-198.2JK-1mol-1) 10-3KJJ-1= -33.1KJmol-10 2.請 同 學 們 根 據(jù) 合 成 氨 反 應 的 特 點 , 利 用 影 響 化 學 平衡 移

3、 動 的 因 素 , 分 析 什 么 條 件 有 利 于 氨 的 合 成 ? 溫 、 壓 有 利 于 化 學 平 衡 正 向 移 動 ,N2、 H 2濃 度 比 為 有 利 于 化 學 平 衡 正 向 移 動 。高低 1:3合 成 氨 反 應 是 一 個 可 逆 反 應 : N2+3H 2 2NH 3。已 知 298K時 :H = -92.2KJmol-1 S= -198.2JK-1mol-1(課 本 P65)從 反 應 限 度 的 角 度 分 析 : 合 成 氨 的 反 應 條 件 1、 結 合 影 響 反 應 速 率 的 因 素 , 你 認 為 通 過 控制 什 哪 些 反 應 條 件 來

4、 提 高 合 成 氨 反 應 的 速 率 ?(1)溫 度 : 升 高 溫 度(2)壓 強 : 增 大 壓 強(3)濃 度 : 增 大 反 應 物 濃 度(4)催 化 劑 : 使 用 催 化 劑二、合成氨反應的速率(課 本 P66) 2、 實 驗 表 明 , 在 特 定 條 件 下 , 合 成 氨 反 應 的速 率 與 反 應 的 物 質 的 濃 度 的 關 系 為 : =C(N2)C1.5(H 2)C-1(NH 3)請 你 根 據(jù) 關 系 式 分 析 : 各 物 質 的 濃 度 對 反 應 速率 有 哪 些 影 響 ? 可 以 采 取 哪 些 措 施 來 提 高 反 應速 率 ?增 大 N2、

5、 H 2濃 度 ,將 氨 及 時 從 混 合 氣 中 分 離 出 去二、合成氨反應的速率(課 本 P66) 3、 請 你 根 據(jù) 下 表 所 給 的 數(shù) 據(jù) 分 析 催 化 劑 對 合成 氨 反 應 速 率 的 影 響 :催 化 劑 對 合 成 氨 反 應 速 率 的 影 響條 件 Ea /KJmol-1 K(催 )/K(無 )無 催 化 劑 335 3.41012(700k)使 用 Fe催 化 劑 167 使 用 催 化 劑 可 使 合 成 氨 反 應 的 速 率 提 高 上萬 億 倍 。 1、 根 據(jù) 合 成 氨 反 應 的 特 點 , 應 分 別 采 取 什 么措 施 提 高 反 應 的

6、 平 衡 轉 化 率 和 反 應 速 率 ? 請?zhí)?寫 下 表生 成 氨 的 濃 度反 應 物 的 濃 度催 化 劑溫 度壓 強 速 率 分 析平 衡 分 析 使 NH 3生 成 的 快使 NH 3生 成 的 多外 界 條 件 高 壓 高 壓低 溫 高 溫使 用無 影 響增 大 濃 度 增 大 濃 度減 小 濃 度三、合成氨的適宜條件減 小 濃 度 2、 既 然 增 大 壓 強 既 可 提 高 反 應 速 率 , 又 可提 高 氨 的 產(chǎn) 量 , 那 么 在 合 成 氨 工 業(yè) 中 壓 強 是否 越 大 越 好 ?1、 既 然 降 低 溫 度 有 利 于 平 衡 向 生 成 氨 的 方向 移

7、動 , 那 么 生 產(chǎn) 中 是 否 溫 度 越 低 越 好 ?3、 在 合 成 氨 工 業(yè) 中 要 使 用 催 化 劑 , 既 然 催化 劑 對 化 學 平 衡 的 移 動 沒 有 影 響 , 為 什 么還 要 使 用 呢 ? 2、 請 你 嘗 試 為 合 成 氨 選 擇 適 宜 條 件合成氨適宜條件 催 化 劑 _溫 度 _根 據(jù) 設 備 動 力 選 擇 壓 強_N2、 H 2投 料 比 _及 時 分 離 _鐵700K左 右 (催 化 劑 的 活 性 溫 度 )1 107 1 108Pa1:2.8氨 氣閱 讀 課 本 P67-68 已 知 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) H 0

8、其 實 驗 數(shù) 據(jù) 見 表(1) 應 選 用 的 溫 度 是 _。(2)應 采 用 的 壓 強 是 _, 理 由 是 _。450常 壓 因 為 常 壓 下 SO 2的 轉 化 率 已 經(jīng) 很 高 , 若 采 用 較 大 壓 強 , SO2的 轉 化 率提 高 很 少 , 但 需 要 的 動 力 更 大 , 對 設 備 的 要 求 更 高 1、 氨 的 合 成 反 應 , 生 產(chǎn) 中 采 用 的 適宜 條 件 是 ( ) 。A、 低 溫 、 高 壓 、 適 當 的 催 化 劑B、 高 溫 、 常 壓C、 盡 可 能 高 溫 、 高 壓D、 適 當 的 溫 度 、 適 當 的 高 壓 、 適 宜催 化 劑 D練 一 練 :

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