第二章 第四节 化学反应的调控（课件）-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1【导与练】高中同步全程学习（人教版）浙江专用

第四节　化学反应的调控 化学 学习目标 课程标准 学业评价 1.结合工业合成氨条件的选择认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 2.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。 1.能结合理论分析和实际生产确定合成氨的条件。 2.能明确影响化学反应进行的因素。 3.能认识化学反应调控的重要意义。 素养解读:(教师备用) 1.证据推理与模型认知:结合具体化工生产中典型案例,能从化学反应速率和限度等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析,能结合理论分析和实际生产选择恰当的反应条件。 2.科学态度与社会责任:能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题,能讨论化学反应条件的选择和优化。 化学 知识分点突破 学业质量测评 能力总结提升 化学 知识分点突破 基础梳理 知识点一　合成氨条件的选择 1.理论分析 (1)增大合成氨反应速率的措施 温度、 压强、 反应物浓度及使用催化剂等。 (2)提高平衡混合物中氨含量的措施 温度、增大压强、增大反应物浓度等。 2.工业合成氨条件的选择 工业上通常采用 作催化剂、在 ℃和 10 MPa～30 MPa (压强)的条件下合成氨。 升高 增大 增大 降低 铁触媒 400～500 化学 互动探究 任务1　合成氨条件的选择 问题1:理论上合成氨的反应中压强越大,反应速率越快,氨的含量越高,为什么采用的压强为10 MPa～30MPa? 提示:压强越大,对材料的强度和设备的制造要求也越高,需要的动力也越 大,将会增加生产投资,可能降低综合经济效益。 化学 问题2:选择温度400～500 ℃的原因是什么? 提示:反应速率相对较快,而且在500 ℃左右时催化剂铁触媒的催化活性也最大。 问题3:原料气干燥净化的目的是什么? 提示:防止混有的杂质使催化剂铁触媒中毒。 任务2　提高氨含量的措施 问题1:为提高生成物中氨的含量可采取哪些措施? 提示:采用迅速冷却的方法,使氨液化并及时分离,促使平衡正向移动;原料气循环使用等。 问题2:为提高氨的产率为什么没有在较低温度下合成氨? 提示:理论上较低温度利于提高氨的产率,但反应速率较慢,考虑催化剂的活性和综合经济效益,温度不能过低,通常选择400～500 ℃下进行。 化学 工业合成氨及条件的选择 名师点拨 2.工业合成氨条件的选择 反应 条件 对反应 速率的 影响 对平衡体系中氨含量的影响 合成氨条件的选择与分析 增大 压强 利于增 大反应 速率 利于提高平衡体系中氨的含量 压强越大,需要的动力越大,对材料和设备等要求也越高,工业上选择10 MPa～30 MPa 的压强 化学 升高 温度 利于增 大反应 速率 不利于提高平衡体系中氨的含量 升温,反应速率加快,但不利于提高氨的产率,因此温度要适宜,工业上选择400～500 ℃的温度,该温度下催化剂活性最大 使用 催化剂 利于增 大反应 速率 没有影响 工业选择铁触媒作催化剂,能使反应在较低温度下较快进行 化学 题组例练 A.逆反应速率减小,正反应速率增大 B.正反应速率大于逆反应速率 C.H2和N2的转化率增大 D.平衡正向移动,平衡常数不变 A 解析:从平衡体系中分离出NH3后,能促使平衡正向移动,即正向速率大于逆向速率,B项、C项正确;反应物浓度未增加,正反应速率并没有增大,A项错误;平衡常数受温度影响,其他条件不变,即温度不变,则平衡常数不变, D项正确。 化学 C 2.在合成氨时,既要使氨的产率增大,又要使化学反应速率增大,可以采取的措施有(　 　) ①增大体积使压强减小　②减小体积使压强增大　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容,再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压,再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用合适的催化剂 A.②④⑤⑦ B.②③④⑥⑦⑧ C.②⑤ D.①②③⑤⑧ 解析:①减小压强,产率降低,速率变慢;②正确;③升温平衡左移,④降温速率变慢,所以③④错误;⑤相当于加压,正确;⑥错误;⑦反应速率变慢;⑧对平衡无影响。 化学 题后悟道 (1)工业合成氨既要综合考虑影响化学反应速率的因素,又要考虑影响化学平衡的因素。 (2)使用催化剂只能加快合成氨的反应速率,但对化学平衡移动无影响,所控制的温度要尽量使催化剂活性最大。 化学 知识点二　化学反应的调控 基础梳理 1.影响化学反应的因素 (1)反应物本身因素:如反应物的组成、结构和性质等。 (2)反应条件:如温度、压强、浓度、催化剂等。 2.化学反应的调控 (1)概念:通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一