第2章 第4节 第11课时 化工生产适宜的条件-（课件）2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【南方凤凰台·5A新学案】人教版

第二章　化学反应速率与化学平衡 第四节　化学反应的调控 第1页 第二章　化学反应速率与化学平衡 5A新学案 化学 · 选择性必修1　化学反应原理 第11课时 化工生产适宜的条件 第1页 第二章　化学反应速率与化学平衡 5A新学案 化学 · 选择性必修1　化学反应原理 √ × × √ × √ 纲要笔记 分类悟法 B B C 课堂评价 C B B B Thank you for watching 第1页 第二章　化学反应速率与化学平衡 5A新学案 化学 · 选择性必修1　化学反应原理 学习目标 知识网络 1. 能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。 2. 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。 3. 针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。 判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1) 高压比常压条件更有利于合成氨的反应( ) (2) 使用铁作催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率( ) (3) 有关合成氨的反应高温更有利于提高H2的平衡转化率( ) (4) 合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率( ) (5) 将氨液化及时分离出去，反应速率和氢气的转化率均提高( ) (6) 合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间( ) 反应条件选择的理论分析 以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0为例 1. 反应限度：低温、高压，有利于提高转化率。 2. 反应速率：高温、高压、使用合适的催化剂有利于提高化学反应速率。 适宜条件(合成氨) 1. 温度：400～500 ℃。500 ℃左右催化剂的活性最高。 2. 压强：10～30 MPa。压强越大反应速率越快，反应物的转化率越高，但对材料和设备的要求越高，增加生产投资。 3. 催化剂：铁触媒。为防止催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。 4. 投料比：n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8。适当增大便宜原料(N2)的量，提高贵原料(H2)的转化率。 合成氨工业的简要流程及相关解释 原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取 净化、干燥 净化、除杂，防止催化剂“中毒”，再用压缩机压缩至高压 氨的合成 在适宜的条件下，在合成塔中进行 氨的分离 经冷凝使氨液化，将氨分离出来 N2和H2循环 为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用 选择生产适宜条件的一般原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 设备承受高温、高压、耐酸能力等 特别提醒 ①注意催化剂的活性对温度的限制 ②注意杂质可能使催化剂“中毒” 类型1　反应条件与反应速率 (2022·茂名期末)对于合成氨反应，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。达到平衡后，以下分析正确的是( ) A. 升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B. 增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C. 减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D. 加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 解析：该反应的正反应是放热反应，升高温度正逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，说明温度对逆反应速率影响较大，A错误；该反应的正反应是反应前后气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，则压强对正反应速率影响较大，B正确；减小反应物浓度，生成物浓度不变，则逆反应速率不变，C错误；加入催化剂，对正逆反应速率影响相同，所以正逆反应速率仍然相等，D错误。 类型2　反应条件与化学平衡 　(2020·河南三门峡期末)1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是( ) A. ①②③ B. ②④⑤ C. ①③⑤ D. ②③④ 解析：反应原理为N2(g)＋3H2(g)eq \o(,\s\up17(高温高压),\s\do15(催化剂))2NH3(g)　ΔH＜0，为提高原料转化率，应使平衡向正方向移动，根据方程式反应前后气体的化学计量数的关系可知增大压强有利于平衡向正方向移动；正反应放热，升高温度不利