化学人教版 (2019)化学反应的调控教学演示ppt课件

这是一份化学人教版 (2019)化学反应的调控教学演示ppt课件，共14页。PPT课件主要包含了粮食危机，思考1，化学平衡，化学反应速率，多快省绿，平衡移动，绿色化学的理念，降低温度，增大压强，增大反应物浓度等内容，欢迎下载使用。
1700 – 1900 年德国人口变化
1898 年，英国物理学家克鲁克斯呼吁着手研究可大量合成的含氮肥料！
N2 在空气中的储量约有 4000 万亿吨！
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
已知 25 ℃时：Δ H = -92.4 kJ·ml-1 Δ S = -198.2 J·K-1·ml-1请用数据说明 25 ℃下，合成氨反应能否自发进行？
提示：复合判据Δ H - TΔ S ＜0时，反应自发进行 ＞0时，反应不自发进行 = 0时，平衡状态
25 ℃时，ΔH - TΔS ﹤0 反应能自发进行
任务一：合成氨原理分析
1909 年德国化学家哈伯在实验室用氮气和氢气，用锇做催化剂，在17.5 MPa~ 20 Mpa 及 500~600 ℃下得到了氨气，氨含量可超 6%。
2.如果你是合成氨工厂的生产部成员，你要考虑哪些问题?
提高平衡混合物里氨的含量
提高单位时间里氨的产量
降低成本，提高原料利用率
保护环境，对材料的强度和设备的制造要求
1.如果你是合成氨工厂的厂长，你的愿景是什么?
【思考 2】哪些条件能够提高平衡混合物中氨的含量？
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Δ H = -92.4 kJ/ml
条件：（1）浓度 （2）温度 （3）压强
c(N2)/c(H2) = 1 : 3
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Δ H = -92.4 kJ/ml
【思考 3】哪些条件能够增大合成氨的反应速率？
条件：（1）浓度 （2）温度 （3）压强 （4）催化剂
c(N2)/c(H2) = 1∶3
对合成氨反应 的影响
增大合成氨的反应速率（快）
提高平衡混合物中氨的含量（多）
图4 400℃下平衡时氨的体积分数随压强的变化
（1）氨含量与压强的关系
理论分析: 压强越大，越有利于提高平衡混合物中氨的 含量，反应速率越快。
压强：10~30 MPa
【资料卡】 1909年，哈伯在 17.5~20 MPa和 500~600℃ 下于卡尔斯鲁厄大学建立了一个每小时 80 g 合成氨的试验装置。德国巴斯夫( BASF)公司负责人亲眼看到了液氨从分离器的阀门流出，他立即买下了哈伯合成氨的专利权，并承诺公司每售出 1 t 氨，哈伯分享 10 马克，其收入永远不变。然而，在哈伯完成展示实验后的第二天这个装置就变成了一堆废铁。每生产 1 kg 的氨，就要报废 1 kg 的钢材。
任务二：合成氨数据分析
【资料卡】 1911 年，博施设计加工了世界上第一台高压合成氨反应器，设备采用双层设计，大大提高了耐压性，最终可承受较高的压强，这种设计被一直沿用了很长一段时间。
理论分析：合成氨应该采取低温以提高平衡转化率，但温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡需要的时间变长，该如何选择合适的温度呢?
（2）氨含量与温度的关系
图7 10MPa下平衡时氨的体积分数随温度的变化
【算一算】 一个年产 3×108 kg 的合成氨工厂，每天可生产 NH3 1×106 kg ，其他条件不变，将温度由 500℃ 降低为200℃，反应速率将变为原来的 10-9，该厂日产量变为多少 ？
温度：400~500℃
表2 合成氨催化剂比较