课时10 化学反应的调控（精讲）-2022-2023学年高二化学精讲精练（人教选择性必修1）

第二章 化学反应速率与平衡 第三节 化学反应的调控 课时精讲10 化学反应的调控 【目标导航】 1．了解合成氨反应的特点以及外部条件对合成氨反应的影响。 2．了解合成氨生产的主要流程。 3．了解工业生产条件选择的依据和原则。 4．知道化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 【知识导图】 一、合成氨反应的速率 1．浓度对合成氨反应速率的影响 由v=kc(N2)c1．5(H2)c-1(NH3)知，合成氨反应的速率与氮气浓度的1次方成正比，与氢气浓度的1.5次方成正比，与氨气浓度的1次方成反比。在反应过程中，随着氨气浓度的增大，反应速率会逐渐降低，因此为了保证足够大的反应速率，应该适时将氨从混合物中分离出来。 2．催化剂对反应速率的影响 加入适宜的催化剂可以改变反应的历程，降低反应的活化能，从而提高反应速率。 3．温度 温度越高，合成氨反应进行得越快。 二、合成氨反应条件的选择 1．工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件。既要考虑尽量提高反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 2．工业生产中选择适宜生产条件的原则 外界 条件 有利于增大速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度，减小生成物的浓度 不断地补充反应物，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 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH>0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气 体参加) 气体体积减小 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 气体体积增大 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 三、合成氨的适宜条件 序号 影响因素 选择条件 1 温度 反应温度控制在400~500 ℃ 2 物质的量 N2、H2投料之比为1∶3 3 压强 10~30 MPa 4 催化剂 选择以铁为主体的多成分催化剂(铁触媒) 四、合成氨的生产流程如下： 五、调控化学反应需考虑的问题 1．影响化学反应进行的因素 参加反应的物质的组成、结构和性质等本