高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.4 化学反应条件的优化课件5 鲁科版选修4
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高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第4节化学反应条件的优化__工业合成氨课件鲁科版选择性必修1
2.工业合成氨的正反应是放热反应,下列关于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的 图像中,错误的是( )
答案C 解析合成氨反应是放热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,但逆反应 速率增大的程度大,A正确;在T1时w(NH3)最大,达到平衡,再升高温度,平衡 逆向移动,w(NH3)减小,B正确;低温时达到平衡,w(NH3)大,C错误;增大压强, 平衡向右移动,w(NH3)增大,D正确。
3.合成氨反应的限度 降低温度、增大压强将有利于合成氨反应的化学平衡向生成氨气的方向 移动,在一定温度和压强下,从化学平衡的角度分析,反应物氮气与氢气的 体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。
【微思考】已知298 K时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1,ΔS=-198.2 J·K-1·mol-1,请通过计算说明298 K时合成氨反 应能否自发进行?
变式训练2对于可逆反应3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ΔH<0,当反应达到平 衡后,为了使H2的转化率增大,下列选项中采用的三种方法都正确的是 () A.升高温度,降低压强,增加氮气 B.降低温度,增大压强,加入催化剂 C.升高温度,增大压强,增加氮气 D.降低温度,增大压强,分离出部分氨
2NH3(g)
①一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,
改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示,其中t2、t4、t7时刻所
对应的实验条件改变分别是t2
,t4
,t7
。
②温度为T ℃时,将2a mol H2和a mol N2放入0.5 L 密闭容器中,充分反应达
平衡后测得N2的转化率为50%,此时放出热量46.1 kJ,则该温度下反应的平
人教版高中化学必修二第二章第三节《化学反应的速率和限度》课件(共27张PPT)
是 （ ）C
A. v ( H2 )= 0.45 mol/ (L·min)
B. v ( N2 )= 0.1 mol/ (L·min) C. v ( N2 )= 0.2mol/ (L·min) D. v ( NH3 ) 0.3mol/ (L·min)
【注意】
④化学反应速率的表示必须指明具体的物 质。因为同一化学反应，用不同的物质表 示反应速率时，其数值可能不同，但表示 的都是同一个反应的速率。
⑤同一化学反应中，各物质化学反应速率 之比等于化学方程式中各物质化学计量数 之比。
二、影响化学反应速率的因素
启示:化学反应中，我们有时候需要 加快化学反应速率，有时候需要减慢 化学反应速率，要想控制化学反应速 率，我们需了解哪些内容？
物体运动的快慢可以用 速度来表示（v=s/t)，物 质化学反应的快慢又该 怎么表示呢？
一、化学反应速率
1.概念：用来衡量化学反应进行快慢程度 的物理量。
2.表示方法：单时间内反应物浓度的减
少量或生成物浓度的增加量（均取正值）
来表示
3.数学表达式：v(B)=
Δc(B) Δt
4. 常用单位: mol/(L·min)或mol/(L·s)
现象
结论
加入MnO2
加入FeCl3
不加其它 试剂
迅速产生大量气泡 在其它条件相
较快产生气泡
同时,使用催化 剂能改变化学
缓慢产生气泡
反应的速率。
科学视野
课后阅读P49 神奇的催化剂
催化剂能极大地改变反应速率，而自身的 组成、化学性质和质量在反应前后不发生 变化，具有高度的选择性（或专一性）。
探究实验2 现象描述及结论：
（一）影响化学反应速率的因素
学生实验1——物质本身的性质（内因） ： 在2支试管里加入适量的水并滴入2滴酚酞,
A. v ( H2 )= 0.45 mol/ (L·min)
B. v ( N2 )= 0.1 mol/ (L·min) C. v ( N2 )= 0.2mol/ (L·min) D. v ( NH3 ) 0.3mol/ (L·min)
【注意】
④化学反应速率的表示必须指明具体的物 质。因为同一化学反应，用不同的物质表 示反应速率时，其数值可能不同，但表示 的都是同一个反应的速率。
⑤同一化学反应中，各物质化学反应速率 之比等于化学方程式中各物质化学计量数 之比。
二、影响化学反应速率的因素
启示:化学反应中，我们有时候需要 加快化学反应速率，有时候需要减慢 化学反应速率，要想控制化学反应速 率，我们需了解哪些内容？
物体运动的快慢可以用 速度来表示（v=s/t)，物 质化学反应的快慢又该 怎么表示呢？
一、化学反应速率
1.概念：用来衡量化学反应进行快慢程度 的物理量。
2.表示方法：单时间内反应物浓度的减
少量或生成物浓度的增加量（均取正值）
来表示
3.数学表达式：v(B)=
Δc(B) Δt
4. 常用单位: mol/(L·min)或mol/(L·s)
现象
结论
加入MnO2
加入FeCl3
不加其它 试剂
迅速产生大量气泡 在其它条件相
较快产生气泡
同时,使用催化 剂能改变化学
缓慢产生气泡
反应的速率。
科学视野
课后阅读P49 神奇的催化剂
催化剂能极大地改变反应速率，而自身的 组成、化学性质和质量在反应前后不发生 变化，具有高度的选择性（或专一性）。
探究实验2 现象描述及结论：
（一）影响化学反应速率的因素
学生实验1——物质本身的性质（内因） ： 在2支试管里加入适量的水并滴入2滴酚酞,
新教材2023版高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第4节化学反应条件的优化__工业合成氨课件鲁科
【即学即练】 1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)合成氨反应在高温下能自发进行。( × )
解析：合成氨反应ΔH＜0，ΔS＜0，ΔH－TΔS在低温时小于0。
(2)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。( × )
解析：合成氨反应ΔH＜0，温度越低越利于平衡正向移动。
(3)合成氨反应中，压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动。 ( √)
某实验中将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物 质的量随时间变化如图曲线(甲)所示。请完成下列问题：
(1)a点正反应速率___＞_____逆反应速率
(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)若仅改变某一实验条件再进行一次实
验，测得H2的物质的量随时间变化如图 中虚线(乙)所示，虚线(乙)对应改变的实
反应 有利于加快速率 有利于平衡正向移动
条件 的条件控制
的条件控制
综合分析结果
浓度
增大反应物的浓 增大反应物的浓度、 不断地补充反应物、
度
减小生成物的浓度 及时地分离出生成物
催化剂 加合适的催化剂
不需要
加合适的催化剂
温度 高温
ΔH＞0 ΔH＜0
高压( ΔV(g)＜0 压强 有气体
参加) ΔV(g)＞0
(6)增大压强，对合成氨的正反应的反应速率影响更大( √ )
解析：合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速 率影响更大。
(7)加入催化剂，对合成氨的正逆反应的反应速率影响程度相同( √ )
解析：加入催化剂，对正、逆反应的反应速率的影响相同。
2．合成氨反应通常控制在20～50 MPa的压强和500 ℃左右的温度， 且进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1∶3，经科学测定，在相应条 件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示：
2018年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.4 化学反应条件的优化课件6 鲁科版选修4
答案：B
创新探究
科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。 曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2 在催化剂(掺 有少量 Fe2O3 的 TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为 NH3。进一步研究 NH3 生成量与温度的关系，部分实验数据见 下表(光照、N2 压力 1.0×105Pa、反应时间 3 h)：
知新
学案导学
一、合成氨反应的限度 1．合成氨的化学方程式
。
2．合成氨反应的特点 (1)所有的反应物和生成物都是气态，且该反应为 体积减小 的 反应； (2)气体的物质的量 减小 的熵 减小 的反应； (3)该反应的正反应为 放热 反应。 3．利用化学平衡移动的原理分析什么条件有利于氨的合成。 由以上数据可知，合成氨反应是一个 放 热的、熵 减小的可逆 反应。由化学平衡移动原理， 降低 温度、 增大 压强有利于 化学平衡向生成氨的方向移动。
平衡常数不 大
原料气体浓 降低温度 度增加能提
高反应速率
增大N2、H2 的浓度
氨气浓度降 低使平衡过 程正移
降低NH3浓 度
氨气浓度增 加能降低反 应速率
分离氨气
2.合成氨反应的适宜条件
运用化学反应速率和化学平衡移动原理，同时考虑合成氨生产 中的动力、材料、设备等因素，选择合成氨的适宜条件：
因素 条件
T/K
303 313 323 353
NH3生成量/(10－6 mol) 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下： N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋32O2(g) ΔH＝765.2 kJ·mol－1 回答下列问题： (1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过 程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。 (2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应 速率慢。请提出可提高其反应速率且增大 NH3 生成量的建议： ______________________________________。
高中化学必修第二册《第二节化学反应的速率与限度》ppt课件
思考：下图是建筑物的定向爆破， 你从中得到什么启示？
化学反应条件的控制
——如何提高煤的燃烧效率
思考1：煤的状态与煤燃烧的速率有何关 系？与煤的充分燃烧有何关系？
煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧 越充分，反应速率越快。
思考2：空气用量对煤的充分燃烧有什么 影响？原因是什么？
空气充足，煤燃烧得充分，产物主要为CO2，放热量大； 空气不足，则煤燃烧不充分，部分生成CO，CO排放到空气中造 成污染，且生成CO时，放出的热量大大减小。
思考3：应选择什么样的炉（灶）膛材料？ 理由是什么？
应选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料。 尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需要提供部分能 量才能进行，而利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的持 续进行。 选用保温隔热材料的目的，正式防止热量散失。
思考2：实验时，通常要将两种块状或颗 粒状的固体药品研细，并混匀后再进行 反应。原因是什么？
固体研细后其表面积极大地增加，大大增加了反应物之间的接 触机会，可以提高反应速率，有利于反应的进行。 固体表面积越大，化学反应速率越大。
思考3：人们常把固体试剂溶于水配成 溶液再进行化学实验，原因是什么？
小结：反应条件的控制
关于人类需要或对人类有利的化学反应 ✓升高反应温度、使用催化剂等增大反应速率，以提高生产或 工作效率； ✓增大便宜反应物的浓度、或增大气体反应物的压强，以提高 原料的利用率或转化率。
小结：反应条件的控制
关于有害或人类不需要的化学反应 ✓降低反应温度、使用负催化剂等，降低反应速率； ✓隔离会引发反应的物质，如在金属表面形成保护层、森林火 灾时制造隔离带等。
H2+I2=2HI 不断加热才能缓慢反应
2021年高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率2.4化学反应条件的优化课件10鲁科版选修4
谢谢聆听！
【博施团队—工业合成氨适宜条件】
【交流·研讨】
博施
催化剂Fe在
1.为什么不尽可能使用更高的压强？ 700K时催化活性最强
2.为什么反响温度控制在700K左右？
3.为什么氮气与氢气物质的量之比是而不是1:3
【课堂小结】
【实验室合成氨的条件】
反应速率，反应限度
温度
压强
催化剂
浓度
450℃
2×107Pa
压强/Mpa
ห้องสมุดไป่ตู้
转化率%
0.1
0.5
1
10
温度/℃
400
99.2
99.6
99.7
99.9
500
93.5
96.9
97.8
99.3
600
73.7
85.8
89.5
96.4
〔1〕应该选用的温度是： 400℃ 。
〔2〕应该采用的压强是：
；
理由是： 时SO2的转化率已经很高，采用更高的压强，转化率提高
不大，对设备要求高，增加本钱
小结
外界条件
压强 温度 催化剂 反应物的浓度
生成物氨气的浓度
使NH3产率高 平衡分析
高压 低温 矛盾 无影响 增大浓度 减小浓度
使NH3生产快 速率分析
高压 高温 使用 增大浓度 减小浓度
压强怎么选？
用不用催化剂？
温度怎么选择？
转化率仍不够大，还可采 取什么方法？
【博施团队—工业合成氨适宜 条件】 工业生产要注重：原料易得，本钱低，利用率高，生产效率
回忆一段历史 ……
早在19世纪以前，为了满足人们对氮 肥，含氮的化合物日益增长的需求，英 国物理学家克鲁克斯率先发出了“向空 气中要氮肥〞的号召
高一化学必修2《化学反应速率与限度》PPT课件
实验现象
结论
水浴加热产生 加热能加快反 应速率 气泡快
实验二：取2只试管，各加入5 mL 4%的过氧化氢溶液，分别滴 加入二氧化锰粉 使用催化剂能 入几滴洗涤剂，往其中1支试管中 末产生气泡快 加快反应速率 加入少量二氧化锰粉末 实验三：取2只试管，各加入5 mL 2%、6%、12%的过氧化氢溶 浓度大的产生气 增大反应物的 浓度能加快反 液，分别滴入几滴0.2 mol· －1氯 泡快 L 应速率 化铁溶液
练习5
某温度下，物质的量浓度均为1 mol/ L 的两种气体X2、和Y2在密闭容器中反应生成 气体Z。达到平衡后，c(X2)=0.4 mol/L, c(Y2)=0.8 mol/L , c(Z)=0.4 mol/L ,该反应的 化学方程式是 （ C ） A. X2 + 2Y2 ==2Z B. 2X2 + Y2 ==2Z
2、外界条件对化学反应速率的影响
（1）浓度对化学反应速率的影响
增大反应物的浓度可以增大化学反应速率
（2）压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的反应： 增大压强，可以增大化学反应速率。
减小压强，可以减小化学反应速率。
如果反应物是固体、液体、溶液时，改变 压强对反应速率没有影响。
（3）温度对化学反应速率的影响 升高温度，可以增大化学反应速率
练习4 在四个不同的容器中，在不同的条件下进行 合成氨的反应，测得的速率如下，其中生成氨 的速率最快的是 （ C ）
A. v ( H2 )= 0.45 mol/ (L· min)
B. v ( N2 )= 0.1 mol/ (L· min)
C. v ( N2 )= 0.2mol/ (L· min) D. v ( NH3 )=0.3mol/ (L· min)
《第二节 化学反应的速率与限度》课件ppt高中化学必修二
【易错提醒】 (1)化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。 用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡 状态时,要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比, 转化为同种物质的速率进行比较。
(2)利用v(正)=v(逆)>0判断平衡状态时注意:反应速率 必须是一正一逆,不能都是v(正)或都是v(逆)。
(3)可逆反应：在同一条件正下反应
方向逆和反应
方向均能
进行的化学反应。
(4)表示方法：化学方程式中反应物与生成物之间用“
”连
接而不用“===”。
高温高压
(5)实例：工业合成氨的反应： N2＋3H2 催化剂 2NH3
(6)特点 ①相同条件下，正、逆反应同时进行。 ②不能完全转化，反应物和生成物同时存在，任一反应物的转 化率小于100%。
4.利用密度判断化学平衡时，不仅要看化学方程式的特点(质量变化 和物质的量的变化)，还要看容器的特点(容器容积不变还是可变)。
三、化学反应条件的控制
在生产和生活中，人们希望促进 有利的化学反应抑制有害的化学反应， 这就涉及到反应条件的控制
1.目的:
必修2 第二章 化学反应与能量
2.化工生产中反应条件的调控: (1)考虑因素: 化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件 的_成__本__和__实__际__可__能__性_。
②平均量：混合气体的相对平均分子量、密度。 ③其他：平衡体系的颜色。
化学平衡状态判断“三关注”“一等一不变” (1)三关注: ①关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容 容器; ②关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应; ③关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解 反应。
(2)一等一不变:
——《现代汉语词典》
高中化学 第2章 化学反应的方向、限与速章末优化总结课件 鲁科高二选修4化学课件
12/8/2021
第十一页，共四十五页。
b：列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2： _平__衡__时__，__[N__O_2_]_＝__0_.1_2_0__m__o_l·_L_－_1_＋__0_.0_0_2__0__m__o_l·_L_－_1·_s_－_1×___1_0_s_×2 _＝__0_.1_6_0__m_o_l_·L__－_1，______________________________________ _[N__2O__4_] ＝___0_.0_4_0__m__o_l_·L_－__1 _－__0_.0__02___0__m_o__l·L__－_1_·s_－_1_×__1_0__s_＝___0_.020 _m_o_l_·L__－_1，_____________________________________________ _K_2_＝__0_0._.10_62_00_m_m_oo_ll_··LL_－_－1_1_2＝__1_._2_8__m_o_l_·L__－_1 ____________________。
2NO2(g)
转化量(mol·L－1) 0.060 0.120
平衡量(mol·L－1) 0.040 0.120
K1＝[[NN2OO2]42]＝
0.12 0.04
mmooll··LL－－112＝
0.36
mol·L－
1。
12/8/2021
第十四页，共四十五页。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为 T，[N2O4]降低，说
(1)恒温恒容时：增加物质 A，平衡向右移动
a>b＋c αA ↑、φA↓ 、φB a＝b＋c 以上各量均不变 a<b＋c αA ↓、φA ↑、φB
↑、φC↑ ↓、φC ↓
第十一页，共四十五页。
b：列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2： _平__衡__时__，__[N__O_2_]_＝__0_.1_2_0__m__o_l·_L_－_1_＋__0_.0_0_2__0__m__o_l·_L_－_1·_s_－_1×___1_0_s_×2 _＝__0_.1_6_0__m_o_l_·L__－_1，______________________________________ _[N__2O__4_] ＝___0_.0_4_0__m__o_l_·L_－__1 _－__0_.0__02___0__m_o__l·L__－_1_·s_－_1_×__1_0__s_＝___0_.020 _m_o_l_·L__－_1，_____________________________________________ _K_2_＝__0_0._.10_62_00_m_m_oo_ll_··LL_－_－1_1_2＝__1_._2_8__m_o_l_·L__－_1 ____________________。
2NO2(g)
转化量(mol·L－1) 0.060 0.120
平衡量(mol·L－1) 0.040 0.120
K1＝[[NN2OO2]42]＝
0.12 0.04
mmooll··LL－－112＝
0.36
mol·L－
1。
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第十四页，共四十五页。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为 T，[N2O4]降低，说
(1)恒温恒容时：增加物质 A，平衡向右移动
a>b＋c αA ↑、φA↓ 、φB a＝b＋c 以上各量均不变 a<b＋c αA ↓、φA ↑、φB
↑、φC↑ ↓、φC ↓
2021年高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率2.4化学反应条件的优化课件8鲁科版选修4
合成氨反响有哪些特点？
N2(g) + 3H2(g) (1体积) (3体积)
2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ/mol (2体积)
①可逆反响
②熵减小的反响ΔS<0
③正反响气体体积缩小
④正反响是放热反响
合成氨反响是一个可逆反响: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 298 K时: ΔH=-92.2 kJ·mol-1 ΔS =-198.2 J·K-1·mol-1 合成氨反响的平衡常数K=4.1×106〔mol·L-1)-2 请根据正反响的焓变和熵变分析298 K下合成氨反响能否自发进展？
二、合成氨反响的速率
结合影响反响速率的因素，思考 什么条件 能使氨生成的快？
升高温度 增大压强 增大反响物浓度 使用催化剂
三、合成氨的适宜条件的选择
据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平 衡转化率和反应速率？请填写下表
外界条件
使NH3生产的多 平衡分析
压强 温度 催化剂 反应物的浓度 生成氨的浓度
第四节 化学反响条件的优化--工业 合成氨
弗里茨·哈伯：
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 的时间内进展了无数次的探索，单是寻找高 效稳定的催化剂，2年间他们就进展了多达 6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后 选定了一种适宜的催化剂--铁，使合成氨的 设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业
化学反响条件的优化 ----工业合成氨
分析：合成氨的反响特点
N2+3H2
2NH3 △H<0
反 _可__逆__反应
应 特 点
正反应为_放__热__反应 正反应为气体体积_减__小__的反应
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气和氢气制成了氨.他们为寻找合成氨的催
化剂和适宜条件,曾花费了不知多少个春秋,
终于获得成功.
K12课件
3
合成氨的发现史
弗里茨.哈伯：德国化学 家，出生于一个犹太富商家 中。1900年获得博士学位。 1908年7月首次合成氨气， 1909年7月建成每小时生产90 克氨气的实验装置，1918年 获得诺贝尔化学奖。
（C）使化学反应速率增大 （D）遏止逆反应的发生
K12课件
26
2．合成氨时采用500℃左右的温度
进行，主要是因为在该温度( C )
A．合成氨的化学反应速率 B．N2的转化率最高 C．催化剂的活性最大 D．NH3在平衡混合气体中的
体积分数最大
K12课件
27
3. 能使合成氨反应进行程度增大
的方法( D )
K12课件
21
三、合成氨工业简介： 1、合成氨工业的流程
N2 H2
原料气的制取—净化—压缩—合成—分离 —液氨
K12课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
22
K12课件
23
三、合成氨工业简介： 1、合成氨工业的流程
N2 H2
原料气的制取—净化—压缩—合成—分离 —液氨
原料气的制取 N2：液化空气，蒸发分离出氮气
H2：用水和燃料在高温下制取。如：
C + H2O（g） CO+H2
CO+H2O（g）K12课件 CO2+H2
24
四、合成氨工业的发展前景：
耐高压的材料．
新型催化剂的催化合成．
化学模拟生物固氮．
K12课件
25
巩固练习：
1. 合成氨反应中，使用催化剂的最 主要的理由是（ C ）。
（A）使平衡向正反应方向移动 （B）没有催化剂该反应不能发生
实际生产中的处理方法：及时将气态氨 冷却液化而分离出去；及时补充氮气和氢 气，使其保持一定的浓度。
K12课件
19
结论：工业上合成氨的合适条件到底怎样？ 还应结合实际综合考虑如下：
合
选择合适的压强：一般20MPa~50MPa，该压强下 进行生产，对动力、材料、设备等正合适；
成
氨
选择合适的温度：一般500℃左右，该温度是为合
的
成氨催化剂的活性温度；
适
宜 条
使用催化剂：虽不影响平衡含量（转化率），但 可大大加快反应速率，提高生产效率和经济效益.
件
及时分离出NH3，并不断补充N2和H2：既增大了 速率，又有利于提高转化率；
K12课件
20
合 成 氨 工 业：
1.合成氨分几个阶段进行? 2. N2取自于什么物质? 3.H2又来源于哪里?
哈伯首创了使用化学毒 剂的化学战，在第一次世界 大战中有130万人受到化学战 的K12课伤件 害，其中9万人死亡。 4
请同学们写出合
成氨的化学反应方程 式,并说明这个反应 有什么特点?
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N2 + 3H2
2NH3 ∆H<0
可逆反应
正反应为放热反应
正反应为体积缩小方向
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假如你是一位化工厂的
厂长,对畅销产品的生产
效率、成本有何要求?
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基本要求：
a、反应快、单位时间内产量高 （速率）
b、原料利用率高、成本低 （平衡）
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1 . 从速率角度分析：
合成氨反应
分析角度 反应条件
N2+3H2
2NH3（正反应放热）
化学反应速率 化学平衡
浓度 压强
增大N2、H2浓度 高压
温度
高温
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综合以上两点，实际生产中压强一般 选择在20MPa---50MPa之间。
2、温度怎么选择？
a.因为正反应方向是放热的反应，所 以降低温度有利于提高平衡混合物中氨的 含量。
b.可是温度越低，反应速率越小，达 到平衡所需要的时间越长，因此温度也不 宜太低。
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综合以上因素，实际生产中温度一般 选择在500℃左右。
浓 度 增大N2、H2浓度 减小NH3浓度
压强
高压
高压
温度
高温
低温
催化剂
使用 K12课件
无影 响 13
A.从反应速率的角度看：
增大反应物浓度、
结
压强越大、
均可使反应加快、
温度越高， 使用催化剂；
提高单位日产量
B.从化学平衡的角度看：
论
减小生成物浓度
高压、
低温，
均可使平衡时NH3含
量高、N2、H2转化率高
催化剂
使用
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2，请分析下表，结合化学平衡的知识，从有 利于氨生成、分析合成氨的合适条件。
N2+3H2
2 NH3（正反应放热）
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氨含量
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压强
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氨含量
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温度
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2. 从平衡角度分析
合成氨反应
分析角度 反应条件
N2+3H2
2NH3（正反应放热）
化学反应速率
化学平衡
全封锁了与之为敌的德国,硝石不能从智利
进口了.农田没有肥料,就会缺粮食;缺乏硝酸
就会缺少炸药,德国就会投降.可是两年过去
了，1916年德国的农田仍一片葱绿,前线的
炮火反而更加猛烈了.这是怎么回事?是谁创
造了这个奇迹呢? ----以费里兹·哈伯为首的
一批德国科学家,二十世纪初就研究固氮,利
用空气、水和煤为原料,生产氢和氮,再把氮
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讨论 1. 压强是否越大越好？ 2. 是否温度越低越好？ 3.要不要使用催化剂呢？
K12课件
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N2+3H2
2NH3(放热反应)
1、压强怎么选？
分析：①合成氨反应是体积缩小的气
体反应，增大压强既可以增大反应速率， 又能提高平衡混合物中氨的含量，所以理 论上压强越大越好。
②但是压强越大，对设备的要求高、 压缩H2和N2所需要的动力大，因此压强也 不宜过高。
3、用不用催化剂？ 使用催化剂能否提高合成氨的转化率？ 使用催化剂对反应速率有何影响？
实际生产中选用铁为主体的多成分催化 剂（铁触媒），它在500℃时活性较高。
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4、浓度怎么定？
增大反应物的浓度可以增大反应速率， 减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。 因此可以用保持一定的氮、氢浓度，减少 氨气的浓度的方法，提高合成氨的效率和 产量。
A．升高温度 B．降低压强 C．使用催化剂 D．及时分离出NH3
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4．合成氨时，既要使N2、H2的转化率 增大，又使反应速率增快，可采取的办 法是 ( C ）
A．不断充入N2 H2 B．升高温度 C．增大压强 D．分离出 NH3
第二章 ：化学反应方向，限度与速率
第4节：化学反应条件的优化—工业合成氨
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激 情 巩 固：
化学反应速率的定义？ 影响化学反应速率的因素有哪些？ 什么是化学平衡？ 化学平衡的特点？ 什么是化学平衡的移动？ 影响化学平衡的因素有哪些？
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第一次世界大战爆发后,英国从海上完