课件：2.4 化学反应条件的优化——工业合成氨2020-2021学年鲁科版高中化学选修四

普通高中课程标准实验教科书 化学反应原理（选修四） 第二章 化学反应的方向、限度与速率 第四节 化学反应条件的优化--工业合成氨 【学习目标】[w%~wwcom] 1．通过对实验数据的分析，了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件； 2．通过了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异； 3．通过对合成氨适宜条件的分析和优化，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。 弗里茨·哈伯与合成氨 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--铁，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。 弗里茨·哈伯： 【思考】 1、为什么要优化反应条件？ 2、优化考虑哪些因素的影响？如何最 优化？ 实际条件的选择和理论有哪些同 异点？ 化学热力学 化学动力学 化学反应的方向 化学反应的限度 化学反应的速率 合成氨反应能否自发进行？ 怎样能促使化学平衡向合成氨方向移动？ 怎样能提高合成氨反应速率？ 适宜的合成氨条件 工艺流程 化学工艺学 高压对设备材质、 加工制造的要求、温度 的催化剂活性的影响等 1、反应的可能性 2、反应的限度 3、反应的速度 4、工业的成本和安全性 【课前检测】 1. 《课堂检测》（2） 2. 完成下表. 生成物氨的浓度 反应物的浓度 催化剂 温度 压强 速率分析 使NH3生产得快 外界条件 高压 高温 使用 增大浓度 减小浓度 平衡分析 使NH3生产得多 高压 低温 无影响 增大浓度 减小浓度 预习后存在的疑问 ？ 设疑自探 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 温度 催化剂 浓度 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强(P68) 适宜温度 700K左右 使用铁触媒作催化剂 N2和H2的物质的量比为1：2.8的投料比, 氨及时从混合气中分离出去 预习后存在的疑问 ？ 设疑自探 【交流·研讨