人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控优质教学设计及反思
展开(一)反应:N2+3H22NH3
(二)特点:1、可逆反应
2、放热反应:ΔH<0
3、熵减小的反应:ΔS<0
二、合成氨反应特点的分析
三、工业合成氨的适宜条件
压强:10-30MPa 温度:400-500℃ 催化剂:铁触媒(500℃左右时的活性最大)
工业上选择适宜生产条件的原则
四、合成氨的生产流程
(一)生产流程
(二)流程分析
1、原料气干燥、净化:除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质,防止与催化剂接触时,导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性
2、压缩机加压:增大压强
3、热交换:合成氨反应为放热反应,反应体系温度逐渐升高,为原料气反应提供热量,故热交换可充分利用能源,提高经济效益。
4、冷却:生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法,可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来,以促使平衡向生成NH3的方向移动。
5、循环使用原料气:因合成氨反应为可逆反应,平衡混合物中含有原料气,将NH3分离后的原料气循环利用,并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度,以利于合成氨反应,提高经济效益。
五、影响化学反应进行的两个因素
(一)参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素
(二)温度、压强、浓度、催化剂等反应条件
六、化学反应的调控
(一)定义:就是通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。
(二)考虑因素:在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况,综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素,寻找适宜的生产条件。此外,还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析,权衡利弊,才能实施生产。
对合成氨反应的影响
影响因素
浓度
温度
压强
催化剂
增大合成氨的反应速率
增大
升高
增大
使用
提高平衡混合物中氨的含量
增大
降低
增大
无影响
外界
条件
有利于加快速率的条件控制
有利于平衡正向移动的条件控制
综合分析结果
浓度
增大反应物的浓度
增大反应物的浓度、减小生成物的浓度
不断地补充反应物、及时地分离出生成物
催化剂
加合适的催化剂
不需要
加合适的催化剂
温度
高温
ΔH<0
低温
兼顾速率和平衡,考虑催化剂的适宜温度
ΔH>0
高温
在设备条件允许的前提下,尽量采取高温并考虑催化剂的活性
压强
高压(有气体参加)
Δνg<0
高压
在设备条件允许的前提下,尽量采取高压
Δνg>0
低压
兼顾速率和平衡,选取适宜的压强
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