2017-2018学年鲁科版选修4 第二单元第四节 化学反应条件的优化——工业合成氨 教案(1)
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  一、合成氨反应的限度

  1.反应原理

  N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 298 K时 ΔH=-92.2 kJ·mol-1 ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1。

  2.反应特点

  合成氨反应是一个能自发进行的、放热的、气体体积减小的可逆反应。

  3.有利于氨生成的措施

  (1)降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动。

  (2)在一定的温度和压强下,反应物中N2和H2的体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。

  二、合成氨反应的速率

  1.浓度

  在特定条件下,合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v=k c(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),由关系式可知,增大N2或H2的浓度,减小NH3的浓度,都有利于提高合成氨的速率。

  2.催化剂

  使用催化剂,可显著降低反应的活化能,使反应速率提高上万亿倍。

  3.温度

  温度对合成氨反应的速率也有显著影响:温度越高,反应进行得越快。

  4.压强

  压强越大,反应进行得越快。

  三、合成氨的适宜条件

  1.合成氨反应条件的选择

  工业生产中,必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件,既要考虑尽量增大反应物的转化率,充分利用原料,又要选择较快的反应速率,提高单位时间内的产量,同时还要考虑设备的要求和技术条件。

  2.合成氨的适宜条件

反应

条件 压强 温度 催化剂 浓度