内容正文:
第四节 化学反应的调控
人教化学 选择性必修1
必备知识 对点清
关键能力 对点研
课时作业 知能提升
[核心素养定位] 1.通过工业合成氨适宜条件的选择与优化,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.在合成氨适宜条件的讨论中,形成多角度分析化学反应和化工生产条件的思路,体会化学反应原理的应用价值。
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升高温度
增大压强
增大反应物的浓度及使用催化剂
降低温度
增大压强
增大反应物浓度
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1.压强
原理分析和对实验数据的分析均表明,合成氨时压强________可以同时提高反应速率和转化率。但是,压强越大,对材料的强度和设备的要求就越高,需要的动力也越大,增加生产投资并可能降低综合经济效益。目前,我国的合成氨厂一般采用的压强为__________________。
2.温度
温度________有利于提高反应速率,温度________有利于提高反应转化率。因此,需要选择一个适宜的温度。目前,在实际生产中一般采用的温度为____________。
增大
10 MPa~30 MPa
升高
降低
400~500 ℃
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3.催化剂
加入催化剂可以__________反应速率,对化学平衡__________,一般选择____________作为合成氨工业的催化剂。该催化剂在500 ℃左右时活性最大,这也是温度选择400~500 ℃的原因之一。另外,为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须经过________。
提高
无影响
铁触媒
净化
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4.浓度
为提高平衡转化率,工业上采取__________的方法,使气态氨变成液氨并及时分离出去,分离后的原料气____________,并及时补充__________,使反应物保持一定的浓度。
迅速冷却
循环使用
N2和H2
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正误辨析 正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)在合成氨的实际生产中,温度越低,压强越大越好。( )
(2)在合成氨中,加入催化剂能提高原料的转化率。( )
(3)催化剂在合成氨中质量没有改变,因此催化剂没有参与反应。( )
(4)增大反应物的浓度,减少生成物的浓度,可以提高氨气的产率。
( )
(5)合成氨中在提高速率和原料的转化率上对温度的要求是一致的。
( )
×
×
×
√
×
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知识点二 化学反应的调控
影响化学反应进行的因素主要有两个方面:参加反应的物质的____________(组成、结构和性质等)和____________(温度、压强、浓度、催化剂等)。化学反应的调控,就是通过改变外界条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况,综合考虑影响______________和____________的因素,寻找适宜的生产条件。
本身因素
外界条件
化学反应速率
化学平衡
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正误辨析 正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)在合成氨中,为增加H2的转化率,充入的N2越多越好。( )
(2)工业合成氨的反应是ΔH<0、ΔS<0的反应,在任何温度下都可自发进行。( )
(3)使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去,可提高原料的利用率。( )
(4)在工业生产条件优化时,只考虑经济性就行,不用考虑环保。( )
(5)合成氨反应选择在400~500 ℃进行的重要原因是催化剂在500 ℃左右时的活性最大。( )
×
×
√
×
√
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考点一 合成氨条件的选择
●►情境素材
下表中的数据是在不同温度、压强下,合成氨反应达到平衡时,反应混合物中氨含量(体积分数)的变化情况:
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温度/℃ 氨的含量/