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《2.4.2合成氨生产的适宜条件》精品学案

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。

合成氨适宜条件的选择

1.如何提高合成氨反应的限度？

2.如何提高合成氨反应的速率？

三.合成氨生产的适宜条件

【交流·研讨】请与同学们交流研讨∶

1.根据氨的合成反应的特点，应分别采取什么措施提高该反应的平衡转化率和反应速率?将有关建议填入表格中。

提高反应的转化率

提高反应速率

性质

措施

性质

措施

放热

活化能高

分子数减小

低温时反应速率低

反应可逆

原料气浓度增大能提高反应速率

氨气浓度增加能降低反应速率

2.尝试为合成氨生产选择适宜条件。

3.在确定合成氨生产的适宜条件的过程中，遇到了哪些问题?是怎样解决的?

4.为了提高合成氨生产的能力，还可以在哪些方面做进一步改进?

【自主学习】请同学们结合以下问题阅读教材相关内容，归纳总结出工业实际生产中是如何选择条件的，原因分别是什么？

问题1：压强怎么选？

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？

结论：。

问题2：温度怎么选？

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？

结论：。

问题3：要不要用催化剂？

催化剂对化学平衡的移动没有影响，在合成氨工业中要不要使用催化剂，为什么？

结论：。

问题4：浓度怎么定？N2和H2的比例怎么定？

在氮气和氢气的物质的量之比为1：3时平衡转化率最高。提高氢气的压强似乎更有利于提高合成氨反应的速率，但是，氮气在催化剂上的吸附为总反应中最难发生的步骤，即这是影响反应速率的关键步骤。

结论：。

【总结】

外部条件

工业合成氨的适宜条件

压强

温度

催化剂

浓度

【思考】在实际生产中化工生产适宜条件选择的一般原则是什么？

【总结】

条件

原则

从化学反应速率分析

从化学反应限度分析

从原料的利用率分析

从实际生产能力分析

从催化剂的使用活性分析

【课堂小结】

1.有关合成氨工业的说法中，正确的是（）

A.从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂效率都很低

B.由于氨易液化，N2.H2在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高

C.合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

D.合成氨厂采用的压强是20～50Mpa，因为该压强下铁触媒的活性最大

2.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

3．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒·夏特列原理解释的是()

A．使用铁触媒，有利于N2和H2反应合成氨

B．高压比常压条件更有利于合成氨反应

C．700K左右比室温更有利于合成氨反应

D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率

4．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是()

A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低

B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高

C．合成氨工业的反应温度控制在700K左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、条件

5．德国哈伯发明以低成本制造大量氨的方法，流程图中为提高原料转化率而采取的措施是()

A．①②③ B．②④⑤

C．①③⑤ D．②③④

6．下列有关合成氨工业的说法中正确的是(