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1、2 4化学反应条件的优化 工业合成氨 交流研讨 对于合成氨反应在298K时有如下数据 H 92 2KJ mol 1 S 198 2J mol 1 K 1平衡常数K 4 1X106 mol L 1 2键能N三N946kJ mol 1 H H435 1kJ mol 1N H391KJ mol 1 N2 3H22NH3 研讨 总结 浓度 催化剂 温度 压强 目的条件选择 增大反应物浓度减小生成物浓度 增大反应物浓度及时分离出氨 无影响 使用催化剂 降低温度 升高温度 增大压强 增大压强 使NH3生产得多 限度角度 使NH3生产得快 速率角度 问题 工业上合成氨的合适条件到底怎样 采用氮气与氢气物质的
2、量为1 2 8的投料比 及时分离NH3 根据条件选择低 中 高压 跟动力 材料 设备等配合 20MPa 30MPa温度控制在700K左右 该温度是为合成氨催化剂的活性温度 铁作催化剂 使用催化剂能大大加快化学反应速率 提高生产效率 也提高了经济效益 合成氨的适宜条件 制取原料气 净化 压缩 合成 分离 工业合成氨简易流程图 液氨 循环操作过程 在接触法制取硫酸时接触室内发生的反应为 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0使用的催化剂为五氧化二钒 其活性温度约450 左右 专家认为该反应的转化率高于93 时已可满足 请仔细分析表中的数据 指出氧化SO2应选取的合适的温度和压强表1常压下SO
3、2转化率与温度的关系 表2SO2的转化率与温度 压强的关系 压强 温度 学以致用 问题 工业上合成SO3的合适条件到底怎样 投料关系 温度控制 压强选择 催化剂 合成的适宜条件 过量的空气 400 500 常压 五氧化二钒 交流 研讨 工业合成氨 耗能 污染 低效 高成本 生物固氮 根瘤菌 绿色 环保 高效 0成本 新型高效催化剂合成 化学模拟生物固氮 发展方向 课堂小结 1 反应特点 可逆 低速 放热 缩小浓度 压强 互惠性条件2 适宜条件 反应温度 矛盾性条件催化剂 自利性条件3 生产流程 造气 净化 压缩 合成 分离新型高效催化剂合成4 发展趋势 化学模拟生物固氮 1 在合成氨工业中 为
4、增加氨的日产量 下列变化过程中不能使平衡向右移动的是 A 不断将氨分离出来B 采用2 107 5 107Pa的压强C 采用700K左右的温度而不是常温D 使用催化剂 CD 考场演兵 2 对于合成氨的反应来说 使用催化剂和施加高压 下列叙述中正确的是 A 都能提高反应速率 都对化学平衡状态无影响B 都对化学平衡状态有影响 都不影响达到平衡状态所用的时间C 都能缩短达到平衡状态的时间 只有压强对化学平衡状态有影响D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间 而压强无此作用 C 3 在一密闭容器中 N2 H2合成氨的反应已达到平衡 此时再往容器中通入一定量N2 保持温度和容器体积不变 当反应再次达到平衡
5、时 与第一次平衡状态相比 NH3的百分含量一定增大 NH3的浓度增大 H2的转化率提高 N2的转化率提高 BC 4 在合成氨时 可以提高H2转化率的措施是 A 延长反应时间B 充入过量H2C 充入过量N2D 升高温度 C 5 关于氨的合成工业的下列说法正确的是 A 从合成塔出来的气体 其中氨一般占15 所以生产氨的工业的效率都很低B 由于NH3易液化 N2 H2可循环使用 则总的说来氨的产率很高C 合成氨工业的反应温度控制在700K左右 目的是使平衡向正反应方向进行D 合成氨工业采用20MPa 50MPa 是因该条件下催化剂的活性最好 B 6 工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应生产甲醇CO g 2H2 g CH3OH g 正反应放热 为了提高甲醇的产量 从理论上讲下列措施中正确的是 A 高温高压B 高温低压C 低温低压D 低温高压 D 7 对于反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 下列判断正确的是 A 2体积SO2和足量O2反应 必定生成2体积SO3B 其他条件不变 增大压强 平衡向右移动C 平衡时 SO2消耗速率必定等于O2的生成速率的两倍D 平衡时 SO2浓度必定等于O2浓度的两倍 BC 课外作业研究性学习课题设想合成氨的发展前景 参考 生物中植物对氮的需求 生物固氮的原理和条件 理想的人工固氮条件
