《化学反应的调控》课件.pptxVIP

《化学反应的调控》;一、从合成氨说起;从化学平衡的视角分析，合成氨应该可行！;2.合成氨很难吗？

18世纪末，有人试图在常温常压下合成氨，也有人在常温加压下进行实验。——都失败了

合成氨不容易，难在哪儿？

如果是你，你会怎样分析？

;德国化学家哈伯向合成氨发起冲击。1908年7月，他在实验室用氮气和氢气在600℃、20MPa下得到了氨，但是产率只有2%。

;二、寻找工业合成氨的适宜条件;理论分析——合成氨反应有什么样的特点？如何通过选择反应条件提高平衡混合物中氨的含量？

;对合成氨

反应的影响;;n(N2):n(H2)≈1:3400℃;原料气n(N2):n(H2)≈1:3

及时移走产生的氨

低温和高压

;;合成氨反应为什么慢？;对合成氨

反应的影响;3.综合分析;3.综合分析;3.综合分析;在温度与压强的最佳条件下，平衡混合物中氨的含量仍不高，怎么办？;合成氨常用的生产条件：;三、化工生产中调控反应的一般思路;影响因素

调控反应;三、化工生产中调控反应的一般思路;三、化工生产中调控反应的一般思路;三、化工生产中调控反应的一般思路;哈伯

（1918年）

合成氨的基础开发工作

;“合成氨”里的中国人：2016年中科院大连化学物理研究所研究团队研制合成了一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1MPa。;小结：化学反应的调控;;1.根据化学理论和以上数据综合分析,为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫,可控制的条件是什么?

提示常压、450℃、催化剂。

2.在实际生产中,选定400~500℃作为操作温度,其原因是什么?

提示兼顾速率和平衡,且在此温度下催化剂的活性最高。

3.根据上表中的数据分析,制取SO3时为什么不采用高压?

提示在常压下SO2的转化率就已经很高了(97.5%),若采用高压,平衡能向右移动,但效果并不明显,且采用高压时会增大设备的成本,得不偿失。;4.在生产中,通入过量空气的目的是什么?

提示增大反应物O2的浓度,提高SO2的转化率。

5.尾气中的SO2必须回收的目的是什么?

提示防止污染环境;循环利用,提高原料的利用率。;[深化拓展]

工业生产中选择适宜生产条件的原??;外界

条件;[素能应用]

典例有关合成氨工业的说法正确的是()

A.增大H2的浓度,可提高H2的转化率

B.由于氨易液化,N2、H2在实际生产中会循环使用,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400~500℃,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10MPa~30MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大;答案B

解析A项,增大H2的浓度,H2的转化率减小;C项,温度控制在400~500℃主要是为了兼顾速率与平衡,且500℃左右时催化剂活性最大;D项,压强采用10MPa~30MPa主要是考虑对设备材料的要求。;变式训练1硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法中正确的是()

A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3

B.该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正、逆反应速率均为零

C.在达到平衡的体系中,充入由18O原子组成的O2后,SO2中18O含量减少,SO3中18O含量增多

D.在工业合成SO3时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题;答案D

解析该反应为可逆反应,SO2和O2不能全部转化为SO3,A错;达到平衡后反应不停止,正、逆反应速率相等,B错;达到平衡后充入由18O原子组成的O2,平衡正向移动,SO3中18O含量增多,因为反应可逆,SO2中18O含量也增多,C错。;变式训练2有平衡体系:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH0。为了增加甲醇(CH3OH)的产量,应采取的正确措施是()

A.高温,高压

B.适宜温度,高压,催化剂

C.低温,低压

D.高温,高压,催化剂

答案B

解析该反应是一个气体体积减小的放热反应,为增加甲醇的产量,需使平衡正向移动,理论上可采用低温、高压的方式,但在实际生产中还需考虑反应速率、设备承受的压力及催化剂的活性等因素的影响。;;;2.NH3是一种重要的工业原料。下列关于合成氨的说法中,不正确的是()

A.工艺涉及催化技术

B.工艺涉及高温高压技术

C.原料之一的氮气来自空气

D.从合成塔出来的气体中,氨的体积分数为1