第2章 第4节 化学反应条件的优化———工业合成氨 【课前预习案】 【学习目标】 1. 通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用，巩固化学反应速率和化学平衡的相关知识。21世纪教育网版权所有 2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体会实际生产的选择与理论分析的差异。 3. 树立理论与实际相结合和追求最大效益的生产理念。 【学习重点,难点】运用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件的方法。 运用化学反应速率和化学平衡原理探究工业生产适宜条件的方法。 【自主学习】 1.改变哪些外界条件可以提高化学反应速率？ 2.N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H <0 ，改变下列条件对化学平衡有何影响？21·cn·jy·com （1）升高温度，平衡向 移动 （2）减小压强，平衡 移动 （3）增大反应物的浓度，平衡 （4）使用催化剂，平衡 移动 （3）判断化学反应在一定温度下能否自发进行的判据是什么？ 【课堂探究案】 一、合成氨反应的限度： 【问题1】阅读课本“交流·研讨”（P65页）提供的数据，判断298K下合成氨反应能否自发进行？ 【问题2】合成氨反应的特点是什么？ （1）反应 （是、否）可逆反应 （2）正反应是 （吸、放）热的，△H 0，△S 0。 （3）正反应是气体分子数 （增大、减小）的反应。 【问题3】利用化学平衡移动的知识分析，采取哪些措施有利于提高合成氨反应的限度？ 【练习1】在一处于平衡状态的反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 ,为了使平衡向生成NH3的方向移动，应选择下列的适宜条件是（ ） ①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥移去NH3 A.①③⑤ B.②③⑤ C. ②③⑤⑥ D.②③⑥ 二、合成氨反应的速率： 【问题1】阅读课本“交流·研讨”（P66页）你认为可以通过控制哪些反应条件（温度、压强）来提高合成氨反应的速率？2·1·c·n·j·y 【问题2】从浓度的角度考虑可以采取哪些措施来提高反应速率？ 【问题3】催化剂对合成氨反应的速率有何影响？ 【练习2】对于合成氨的反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H <0 ,为了增大生成NH3的速率，应选择下列的适宜条件是（ ）【来源：21·世纪·教育·网】 ①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥移去NH3 A.①③⑤ B.②③⑤ C. ②③⑤⑥ D.②③⑥ 三、合成氨的适宜条件： 在工业上合成氨时，反应的限度越大，速率越快，工厂的效益就越高。所以: 1．合成氨反应条件的选择原则 (1)尽量增大反应物的 ，充分利用原料。(2)选择较快的 ，提高单位时间内的产量。(3)考虑设备和技术条件。21·世纪*教育网 2．合成氨反应条件的选择 【问题1】压强怎么选？ 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为 、 和 三种类型。 【问题2】催化剂用不用？ 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择 做催化剂。 【问题3】温度怎么选？ 温度越高，反应速率 ，但不利于 ，在实际生产中一般控制反应温度在 K左右（且在此温度时催化剂的活性 ）。2-1-c-n-j-y 【问题4】浓度问题？ 合成氨生产通常采用N2和H2的物质的量之比为 的投料比，及时将氨气从反应混合物中分离出去。此外，还考虑原料的 、未转化的原料气的 使用、反应热的综合利用等问题。 【思考】合成氨工业生产中，为什么采用未转化的原料气（合成气）的循环使用？ 【学以致用】 1.已知 2SO2(g)+O2(g 2SO3 (g) △H ＜0 请应用已有知识分析工业合成SO3 的适宜条件。 2．根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是( ) A．研制耐高压的合成塔 B．采用超大规模的工业生产 C．研制耐低温复合催化剂 D．探索不用H2和N2合成氨的新途径 3.不能用化学平衡移动原理说明的事实是( ... ...
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