化学反应条件的优化——工业合成氨班级姓名【学习目标】1、知道如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。2、初步学会应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法。【自主学习】一、合成氨反应的限度1、合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)有什么特点(焓变、气体体积变化等)？2、合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知298K时：△H=-92.2kJ·mol-1△S=-198.2J·K一1·mol一1(1)请你根据正反应的焓变和熵变分析计算298K下合成氨反应能否自发进行。(2)请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。二、合成氨反应的速率已知在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的浓度关系为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，而催化剂对合成氨反应的速率如下表，其中Ea为活化能。条件Ea／kJ·mol一1k(催)/k(无)无催化剂3353.4×1012(700K)使用铁催化剂167结合影响反应速率的因素,你认为通过哪些条件来提高合成氨反应的速率？【练习】1、合成氨所需要的氢气可由煤与水反应制得，其中有如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，△H﹤0.欲提高CO的转化率可采用的方法是()①降低温度②增大压强③使用催化剂④增大CO的浓度⑤增大水蒸气的浓度A.①②③B.④⑤C.①⑤D.⑤2、在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的浓度关系为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，下列条件不能加快反应速率的是()A．加入催化剂B．增大H2的浓度C．升高温度D．增大NH3的浓度每一条河流都有自己的梦想——那就是奔向大海。1我的疑惑:【合作探究】合成氨的适宜条件根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?请将你的建议填入下表。外界条件有利于增大速率的条件控制有利于平衡的条件控制综合分析结果浓度催化剂温度压强【讨论】1、既然增大压强既可提高反应速率,又可提高氨的产量,那么在合成氨工业中压强是否越大越好?2、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度越低越好?3、在合成氨工业中要使用催化剂,既然催化剂对化学平衡的移动没有影响,为什么还要使用呢？【当堂检测】1．关于催化剂的叙述，正确的是()A．催化剂在化学反应前后性质不变B．催化剂在反应前后质量不变，故催化剂不参加化学反应C．反应物中的某些杂质能使催化剂失去活性，造成催化剂“中毒”D．催化剂可以提高反应物的转化率2．工业上合成氨一般采用700K左右的温度，其原因是()①适当提高氨的合成速率②提高H2的转化率③提高氨的产率④催化剂在700K时活性最大每一条河流都有自己的梦想——那就是奔向大海。2A．只有①B．①②C．②③④D．①④3．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是()A.合成塔出来的混合气体。其中氨气只占13%－14%，所以生产氨的工厂的效率都很低B.由于氨易液化，氮气、氢气是循环使用的，总体来讲氨的产率比较高C.合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正方向移动D.合成氨采用的压强是2×107~5×107Pa，因为该压强下催化剂铁的活性最大4．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)2M(g)ΔH＜0。下列有关该工业生产的说法正确的是()A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成B．若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A和B的转化率C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D．工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高M的日产量5.有平衡体系CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，△H＜0。为了增加甲醇的日产量，应该采取的正确措施是()A.高温、高压B.适宜的温度、高压、催化剂C.低温、高压D.高温、高压、催化剂6．在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法正确的是()A．平衡正向移动B．平衡逆向移动C．平衡体系中NH3的含量增大D．N2的平衡转化率降低7．可逆反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)；△H＜0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是()A．升高温度，降低压强，增加氮气B．降低温度，增大压强，加入催化剂C．升高温度，增大压强，增加氮气D．降低温度，增大压强，分离出部分氨8、1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从...
