第二章 第4节 化学反应条件的优化—工业合成氨-【金版教程】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1创新导学案课件PPT（鲁科版2019）

第2章　化学反应的方向、限度与速度 第4节　化学反应条件的优化——工业合成氨 01 学生自主学习 较高 减小 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 放热 减小 可自发 降低 增大 1∶3 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 增大 减小 活化能 提高 高 越快 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 增大 充分 较快 产量 设备 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 增 大 提高 有利于 大 高 1×107 1×108 增大 不利于 适宜 700 K 最大 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 提高 1∶2.8 铁 正 NH3 1∶3 增大 没有影响 1∶2.8 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 1.下列有关合成氨工业的叙述，可用勒·夏特列原理来解释的是（　　） A.使用铁触媒作催化剂，使N2和H2混合气体有利于合成氨 B.高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C.500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D.合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 解析　催化剂不影响平衡移动，A错误；合成氨采用500 ℃是综合考虑反应速率、平衡转化率及催化剂的活性温度，C错误；采用循环操作与平衡移动无关，D错误。 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 2.合成氨工业上采用循环操作主要是因为（　　） A.加快化学反应速率 B.能提高氨的平衡浓度 C.降低氨气的沸点 D.提高氮气和氢气的利用率 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 3.关于工业合成氨的叙述中，错误的是（　　） A.在动力、设备、材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行 B.温度越高越有利于工业合成氨 C.在工业合成氨中N2、H2的循环利用可提高其利用率，降低成本 D.及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 解析　合成氨的反应为放热反应，温度越高，NH3的产率越低，温度太高会影响催化剂的催化效果。 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 4.对于可逆反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），下列说法中正确的是（　　） A.达到平衡后，加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小 B.达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率 C.达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的平衡转化率 D.加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大，逆反应速率减小 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 解析　达到平衡后，加入N2，平衡正向移动，达到新平衡后，NH3的浓度会增大，而N2的浓度比原平衡的大，A错误；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡逆向移动，不利于NH3的生成，B错误；达到平衡后，缩小容器体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动，又有利于提高H2的平衡转化率，C正确；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间，D错误。 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 5.合成氨反应通常控制在20～50 MPa的压强和500 ℃左右的温度，且进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1∶3，经科学测定，在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度（体积分数）如下表所示： 而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明（　　） A.表中所测数据有明显误差 B.生产条件控制不当 C.氨的分解速率大于预测值 D.合成塔中的反应并未达到平衡 20 MPa 60 MPa 500 ℃ 19.1 42.2 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 解析　表中数据为通过科学实验所得，不可能有明显误差；合成氨连续操作，不可能对生产条件控制不当；平衡浓度问题与速率的大小没有直接关系，因此答案选D。 学生自主学习 课时作业 课堂互动探究 6.合成氨反应为N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，K＝6.6×105 mol－2·L2。 （1）从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，还需要使用催化剂的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）温度越低越利于合成氨平衡正向移动，工业合成氨采用700 K，不采用低温操作的理由是__________________________________ ________________。 （3）试分析实际生产中，温度采取700 K左右的原因是_________ _____________________________________________________________________________________________________________________