第4节化学反应条件优化——工业合成氨第二章化学反应的方向、限度与速率饥饿的苏丹十九大报告指出,到2020年我国现行标准下农村贫困人口实现脱贫,贫困县全部摘帽,解决区域性整体贫困,做到脱真贫、真脱贫。弗里茨·哈伯:给人类带来丰收和喜悦的天使,用空气制造面包的圣人。德国化学家哈伯带领科研团队也从1902年开始研究氨的直接合成。但直到1913年才实现了氨的工业生产。自1784年发现氨以后,人们一直在研究如何利用化学方法由氮气和氢气合成氨。合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)假如你是一个合成氨工厂的老板,对工业生产你会考虑哪些问题?加快化学反应速率单位时间内产率高增大化学反应限度原料的利用率要高另外还要考虑生产中的能源消耗、原料来源、设备条件、环境保护等因素。反应的可能性要强化学反应的方向性【一、反应的自发性】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?298K下合成氨反应的平衡常数K为4.1×106(mol·L-1)-2△H-T△S=-33.14kJ·mol-1<0自发结论:降低温度、增大压强有利于氨的合成二、化学反应限度1:11:21:31:41:51:60.60.50.40.30.20.1NH3%n(N2):n(H2)N2、H2体积比对产率的影响结论:N2、H2体积比为1:3时平衡混合气中NH3含量最高【三、化学反应速率】你认为可以通过控制哪些条件来提高合成氨的反应速率?提高速率:增大浓度、增大压强、升高温度、加入催化剂
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