1、第2章 第四节 化学反应条件的优化 工业合成氨,1785年，确定了氨的组成：氮、氢,研究N2 和 H2直接合成NH3,1913年实现了合成氨的工业化生产,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。,N2(g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 298K时： H= -92.2 kJmol-1 S= - 198.2JK-1mol-1 请根据正反应的焓变
2、和熵变分析298K下合成氨反 应能否自发进行？ H-TS = -33.14 kJmol-10 自发,交流研讨1,1、从反应的可逆性、热效应、气体物质系数变化的角度分析合成氨的反应特点？,N2+3H2 2NH3,交流研讨2,2、请利用化学平衡移动的知识分析采取什么措施有利于氨的生成？,降低温度、增大压强、增大反应物浓度、降低生成物浓度,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 ,温度降低，氨的含量增大,无影响,高压,低温,为1:3时，NH3的含量最高,及时转移走NH3,小结,1、你认为可以通过控制那些反应条件来提高合成氨反应的速率？,升高温度 增大压强 增
3、大反应物浓度 使用催化剂,交流研讨2,2、实验研究表明，在特定条件下，合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为:, =C(N2)C1.5(H2)C-1(NH3),请你根据关系式分析：各物质的浓度对反应速率有哪些影响？可以采取哪些措施来提高反应速率？,交流研讨2,催化剂对合成氨反应速率的影响,使用催化剂可使合成氨反应的速率提高上万亿倍。,增大N2、H2的浓度,且提高氢气比例,研究表明，在特定条件下，合成氨反应的速率 与参与反应的物质的浓度的关系式为： v = kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3),及时转移走NH3,高温,高压,催化剂,【小结】,合成氨的适宜条件,根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强,适宜温度，700 K左右,使用铁触媒作催化剂,N2和H2的物质的量比为12.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去,铁触媒催化能力,小结：合成氨选择适宜生产条件的原则,1.既要注意外界条件对反应影响的一致性， 又要注意外界条件对反应影响的矛盾性。,2.既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性；又要注意催化剂的活性对温度的限制。,3.既要注意注意理论上的需要，又要注意实际操作的可能性。,思考：假如你是一个化工厂的技术厂长，你如何优化生产条件，从而提高经济效益提高？,“一战”期间在哈伯的指导下，德国合成了1000吨液氨，并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT,谢谢,
