人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控教学ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了世纪以前，H+e-ADP，固氮酶，NH3ATP，铁基催化剂，N2+H2，NH3，哈伯合成氨所用装置，1×106，×10-31等内容，欢迎下载使用。
下面我们以工业合成氨生产条件的选择为例，研究化学反应的调控问题。
合成氨发展历程及重要节点
德国A.弗兰克等人发现氮能与碳化钙固定而生成氰氨化钙，进一步与过热水蒸气反应即可获得氨
德国化学家Haber用锇催化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成
Furuya和Yshiba 考察了26 种无机催化剂在气体 扩散电极上 NRR 产氨的性能
Gerhard Ertl对人工固氮技术的原理提供了详细的解释
Haber-Bsch法
Pickett和Talarmin在N2饱和的四氢呋喃溶液中用汞阴极于-2.6V下恒电势电解，首次利用电化学方法还原氮气
1908年7月，哈伯在实验室用氮气和氢气在600 ℃、20 MPa下得到了氨，但是产率极低，只有6%
1874年，卡尔·博施生于德国科隆。24岁时毕业于莱比锡大学，获有机化学博士学位。1908年～1913年，卡尔·博施改进哈伯首创的高压合成氨催化方法，利用氧化铁型催化剂，使合成氨生产工业化，化学上称为"哈伯——博施法"。1940年，因找到合适的催化剂，使合成氨反应成为工业化，也因此获得诺贝尔化学奖。
根据所学内容，若要把一个化学反应投入生产，针对化学反应而言，需要考虑：
合成氨反应条件与原理分析
从理论出发，科学家在实验室模拟该实验，研究发现：室温下将氮气、氢气混合，即使在实验允许的最大压强下也几乎得不到氨气。
反应速率过慢且产氨率较低
ΔH＝－92.4 kJ/ml
根据合成氨反应的特点，应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量？
分析表中数据，结合合成氨反应的特点，讨论应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量。
(初始时氮气和氢气的体积比是1∶ 3)
分析表中数据，可知：温度一定，随着压强越大，反应速率增大，氨的含量升高
分析表中数据，可知：压强一定，随着温度升高，反应速率增大，氨的含量逐渐降低
升高温度、增大压强可以使合成氨的反应速率增大
降低温度、增大压强有利于提高平衡混合物中氨的含量
那么，在实际生产中到底选择哪些适宜的条件呢？
大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益
实际生产中一般采用的温度为400~500 ℃
液化氨气及时从混合物中分离出去
从原料成本来看，氢气的价格要比氮气的价格高，思考：如何提高氨气的产量？
(反应速率较快、催化剂活性较大)
(反应速率较快、平衡正向移动)
(反应速率较快，缩短到达平衡时间)
(反应速率较快、提高氢气的转化率)
工业上用水蒸气与焦炭在高温下反应，吸收CO2后制得
中科院大连化学物理研究所研究团队研制合成了一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到了350 ℃、1 MPa
化工生产中调控反应的一般思路
热力学第三定律描述的是：热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时趋于定值。而对于完整晶体(所谓“完美晶体”是指没有任何缺陷的规则晶体)，这个定值为零。该定律认为，当系统趋近于绝对温度零度时，系统等温可逆过程的熵变化趋近于零。
1.下列有关合成氨工业的说法正确的是(　　)A.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应,在低温或常温时可自发进行B.恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成C.合成氨厂一般采用的压强为10 MPa~30 Mpa，因为该压强下铁触媒的活性最高D.N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成
2.某工业生产中发生反应:2A(g)+B(g) M(g)　ΔH