2019高中化学选修二苏教版2.1氨的合成(共35张PPT)

选修2 化学与技术 专题2 从自然资源到化学品 弗里茨.哈伯与合成氨 德国以哈伯为首的一批化学家克服了当时的世界化学难题——以廉价的空气、水和煤炭合成了重要的化工原料:氨（NH3） 合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。 [问题3]分析合成氨的反应特点，考虑合成氨适宜条件？ 可逆反应、正反应为放热反应、正反应是缩体反应 讨论：根据外界条件对化学反应速率的影响，说明要使合成氨的化学反应速率增大，应该采取哪些方法，并说明理由。 讨论：根据外界条件对化学平衡的影响，说明要提高平衡混合物中NH3的含量，应该采取哪些方法，并说明理由？ 一、合成氨反应条件的选择 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；△H = -92.4kJ·mol-1 综合分析：分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的适宜条件。 高 温 高 压 使 用 高 压 低 温 无 影 响 合成氨对压强的选择 思考：工业上合成氨，是否压强越大越好？ 分析： 压强过大 1、对材料的强度和设备的制造要求也就越高； 2、技术要求也就越高； 结论： 一般采用的压强：20 MPa ~ 50 MPa 降低综合经济效益 合成氨对温度的选择 结论： 使用催化剂，温度控制在450℃左右 压强一定，温度升高，虽能增大合成氨的速率，但会降低平衡混合物中NH3的含量。 思考：如何使氨的合成在较低的温度下也能保持相对较大的反应速率？ 反应速率加快 在450℃左右时催化的能力最大 “铁触媒” 降低反应所需的最小能量 、 使用催化剂 、 思考：在500℃和30MPa下，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%，请问如何提高氨气的产量？ 措施：1、液化氨气，从平衡混合物中分离出来。 2、循环利用原料气并不断补充N2和H2，使反应物保持一定浓度。 合成氨的适宜条件 采取循环操作：不断补充氮气和氢气并及时液化分离出氨，并将余下N2、H2送回合