选修四《4、化学反应条件的优化——工业合成氨》优质课PPT课件下载

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3 、了解合成氨生产的主要流程

4 、了解条件选择的依据和原则

课时目标

弗里茨·哈伯与合成氨

19世纪以前，有远见的化学家曾指出：考虑到将来的粮食问题，为使子孙后代免于饥饿，必须寄希望于科学家能实现大气固氮——将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式。德国化学家哈伯在1913年实现了合成氨的工业生产，满足了20世纪人口由30亿增至60亿对粮食的需求，因此人们赞扬哈伯是“用空气制造面包的圣人”。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

利用氮气、氢气为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了130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。反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)看起来十分简单，为什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的过程？合成氨工厂为什么需要庞大而复杂的生产设备和特殊的生产条件？应该从哪些方面选择合成氨的反应条件？

1、热力学分析：先判断反应的方向，再利用平衡移动原理分析如何提高产量

2、动力学分析：研究反应的速率问题

3、综合评价：综合评价热力学与动力学研究的结果，还必须考虑实际工艺技术等各方面因素，确定最终生产条件。

一、工业生产条件选择的一般研究思路

【交流研讨一】

合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 已知298K时：△H=－92.2kJ·mol-1；△S = －198.2J·K-1·mol-1。

⑴合成氨反应有哪些特点？

⑵请根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行？

①可逆反应;

②正反应是放热反应；

③正反应为熵减小反应。

△H－T△S = －33.14 kJ·mol－1＜0

【交流研讨二】

根据下列表格，分析温度、压强的改变对合成氨平衡转化率的影响？达到平衡时平衡混合物中NH3的含量（体积分数）[ V(N2) ︰V(H2)=1︰3 ]

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