[计划]合成氨反应

[ 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ]合成氨反应 第四节 化学反应条件的优化—工业合成氨(预习案)?49 高二化学组 2011-10-26 【学习目标】以合成氨工业生产为例～了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学 研究领域中的重要作用。 【课前预习】 一、合成氨反应的限度问题: -1 对于化学反应N(g)，3H(g)2NH(g);已知298K时:?H =,92.2KJ?mol;22 3 【结论】合成氨反应是一个可逆反应～正反应是一个 热反应、气体体积 的反应～因此～ 温度、 压强、适时地将氨从反应混合物中分离出去将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。在一定的温度和压强下～反应物氮气、氢气的体积比为 时～平衡混合物中氨的含量最高。 二、合成氨反应的速率问题: 增大 的浓度可加快化学反应速率; 温度，化学反应速率加快; 压强，化学反应速率加快; 催化剂可加快化学反应速率，且使用催化剂可以使合成氨的速率提高上万亿倍。 三、综合 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 合成氨的适宜条件: 提高反应的平衡转化率 提高化学反应速率 反应特点 措施 反应特点 措施 放热 分子数减小 低温时反应速率低 反应可逆 原料气浓度增加能提 高反应速率 结论:合成氨最适宜的条件是:温度:700K左右,压强:根据反应器可使用的钢材质量和综合指标～选择压强,高、中、低压,～一般中小型合成NH选择中压,20MPa-30MPa,,N和H322的分压为1:2.8的投料比,催化剂:铁触媒 四、反应流程: 【课前预习检测】 1(下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是( ) A(使用铁触媒，使N和H混合气体有利于合成氨 22 B(常压比高压条件更有利于合成氨的反应 C(700K左右比室温更有利于合成氨的反应 D(合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 2((双选)促使化学平衡N+3H 2NH;?H<0向右移动有各种措施，下列措施中可行的223 是 ( ) A、及时分离出氨 B、升高温度 C、通入HCl气体 D、扩大容器体积 3(对于可逆反应N(g)+3H(g) 2NH(g)(正反应为放热反应)，下列说法正确的是( )223 A、达到平衡时N、H、NH的反应速率为零 223 B、达到平衡后加入N，当重新达到平衡时，NH的浓度比原平衡的大，H的浓度比原平衡的232小 C、达到平衡时，升高温度，加快了逆反应速率，减慢了正反应速率，所以平衡向逆反应方向移动 D、加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率加快了，逆反应速率减慢了 4(在恒温恒容下发生反应:N(g)，3H(g)2NH(g); ?H,0。223 下列判断不正确的是( ) A(30s内，H的浓度改变了0.30mol/L，则平均反应速率V(N)=0.010 mol/(L•s)22 B(当气体总压不随时间改变时， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明该反应达到平衡状态 C(使用铁触媒可明显减少达到平衡的时间 D(降温可提高N的转化率 2 第四节 化学反应条件的优化—工业合成氨(探究案)?50 高二化学组 2011-10-26 【问题探究】 一、压强越大反应速率越大～平衡转化率越高～为什么不采用更高的压强, 二、工业合成氨中为什么选用700K左右的温度, 三、工业合成氨中把氨气从混合气中分离出去的目的是什么,怎样分离, 四、合成氨厂出口中氨含量一般为13%-14%工业生产中采取怎样措施提高N、H的转化率 22的, 讨论 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf :工业生产中条件的选择应综合考虑哪些因素, 例1.合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是( ) ?减压?加压?升温?降温?补充氮气和氢气?加催化剂?减小或氢气的量 A.???? B.??? C.?? D.???? 例2.在硫酸的工业生产中，通过下列反应使SO转化为SO:2SO+O2SO;?H<0。其实23223验数据见下表 (1)应选用的温度是 1111(2)应采用的压强是 ，理由是 。2435 (3)在生产中常用过量的空气是为了 。 变式训练:(2011山东高考28选编) (3)CO可用于合成甲醇，反应方程式为 CO(g)+2H(g)CHOH(g)。23 实际生产条件控制在250?、 41.3×10kPa左右，选择此压强 的理由 是 。 例题3.在一定条件下，合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH的体积占25%，若反应前后条件3 保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的之比是( ) A. B. C. D. 【当堂检测】 1.在N(g)+3H(g)2NH(g);?H<0的反应中，下列叙述不正确的是( )223 (1)加压，使正反应速率加快，逆反应速率减慢;平衡向正反应方向移动 (2)升高温度，使正反应速率变慢、逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动 (3)使用催化剂，既加快正、逆反应速率，又有利于平衡向正反应方向移动 (4)温度越低，单位时间内氨的产量越高 (5)增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，反应物的利用率一定提高 A(只有(1)(2) B(只有(1)(2)(3) C(只有(4)(5) D(全不正确 2(工业上合成氨一般采用700K左右的温度，其原因是( ) ?适当提高氨的合成速率 ?提高氢气的转化率 ?提高氨的产率 ?催化剂在700K时活性最大 A(只有? B(?? C(??? D(?? 3(合成氨工业上采用了循环操作，主要原因是( ) A、加快反应速率 B、提高NH的平衡浓度 3 C、降低NH的沸点 D、提高N和H的利用率322 4.(2011全国II卷8)在容积可变的密闭容器中，2mo1N和8mo1H在一定条件下发生反应，达到22 平衡时，H的转化率为25%，则平衡时的氮气的体积分数接近于( )2 A(5% B(10% C(15% D(20% 第四节 化学反应条件的优化—工业合成氨(拓展案)?51 高二化学组 2011-10-26 A组 1.一定条件下，合成氨反应呈平衡状态， N(g)+3H(g)2NH(g) K 2231 13 N(g)+ H(g)NH(g) K 223222 则K与K的关系为( ) 12 22 A. K=K B.K=KC. K= K D. 无法确定 1212 12 2.右图是198K时N与H反应过程中使用催化剂和不使用 能量/(kJ/mol) 22 催化剂条件下能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( ) b 508 a 600 A(反应物总能量小于生成物总能量，反应为吸热反应 N+3H 22 B(a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 2NH 3 C(使用催化剂可以影响该化学反应的反应热大小 反应过程 D(一定条件下在密闭容器中含有1mol氮气与3mol氢气，充分反应后放出热量92kJ 3(在恒温、恒容下的可逆反应N(g)+3H(g) 2NH(g)，达到平衡时，向该平衡体系 中充223 入Ne，则下列叙述正确的是( ) A(V增大、V减小 B(V、V均不变 正逆正逆 C(平衡向左移动 D(平衡向右移动 4. 将aLNH通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为bL(气 体体积均在同温同3 压下测定)，该bL气体中的NH体积分数是( ) 3 2a,b2a,bb,ab,a A( B( C( D(abba B组 5.(09山东理综28选编)合成氨反应N(g)+3H(g)2NH(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体223 系中通入氩气，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);使用催化剂 反应的ΔH(填“增大”“减小”或“不改变”)。 6(合成氨反应:N(g)，3H(g)2NH(g)，在一定条件下已经达到化学平衡状态，22 3 (1) 若降低温度，会使上述化学平衡向生成氨的方向移动，则正反应是 热反应; 一 定量N(g)和H(g)生成1molNH(g)放出的热量是46.2kJ，则该反应的热化学方程式223 为 。 (2)若反应容器的体积不变，原反应温度不变，而将平衡体系中混合气体的浓度增大 一倍，则 上述平衡向 移动，若在平衡体系中加入He，则上述平衡 移动。 7.合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义，对我国实现农业现代化起着重要作用。已知:025 C 时，N(g)+3H(g)2NH(g);?H,,92.4kJ/mol。 223 0 (1)25 C时，在容积为2 L的密闭容器内充入1 mol N和2 mol H，经过2 min达 到平衡状22 态时，测得反应混合物中NH的物质的量为0.2 mol，则H在2 min内的平均反应速率32 为 。 0 (2)25 C时，密闭容器中1 mol N 和3 mol H在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的22 热量为9.24kJ，则密闭容器中H的转化率为 。 2 8((2008，广东)工业合成氨的反应为N(g)+3H(g)2NH(g)。设在容积为2.0L的密闭容器223 中充入0.60mol N(g)和1.6mol H(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH的物质的量分223 4数(NH的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算:37 (1)该条件下N的平衡转化率为 ; 2 (2)该条件下反应2NH(g)N(g)+3H(g)的平衡常数是 。322 C组 9.在密闭容器中保持一定温度进行如下反应 N(g)+3H(g)2NH(g)，已知加入1mol N和22323mol H，在恒压条件下达到平衡时生成a mol NH，在恒容条件下达到平衡时生成b mol NH233(见表中编号?的一行)。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的质量分数不变。回答下列问题: (1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K= (2)平衡常数K值越大，表明建立平衡时 (填序号)。 A. N的转化率越高 B. NH的产率越大 23 C.正反应进行得越彻底 D.化学反应速率越快 (3)a与b的大小关系是:a b(填“>”、“<”或“=”)。 (4)填写下表: 起始时物质的物质的量(mol) 状态 的物质的平衡时NH3 量(mol) 条件 编号 n (N) n(H) n(NH) 223 ? 1 3 0 b 恒容 ? 0 0 b ? 2.25 b