第二章 化学反应速率与化学平衡 第4节 第11课时 化工生产适宜的条件-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1人教版2019（课件）

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11课时　化工生产适宜的条件 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 选择性必修1 　南方凤凰台　5A新学案 · 化学 1 目 标 导 航 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。 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。 5A新学案 化学·选择性必修1 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (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，还能缩短达到平衡的时间( 　　) 基 础 辨 析 √ × × √ × √ 5A新学案 化学·选择性必修1 核心笔记 反应条件选择的理论分析 1 核心笔记 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，增大生产成本。 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 适当增大廉价原料(N2)的量，可以提高昂贵原料(H2)的转化率。 适宜条件(合成氨) 2 核心笔记 合成氨工业的简要流程及相关解释 3 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 核心笔记 选择生产适宜条件的一般原则 4 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，提高难得昂贵原料的利用率，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” 核心笔记 分类举题 9 类型1　反应条件与反应速率 1 B 分类举题 【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，则逆反应速率瞬时不变，C错误；加入催化剂，对正、逆反应速率影响相同，正、逆反应速率仍然相等，D错误。 分类举题 类型2　反应条件与化学平衡 　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 2 B 分类举题 分类举题 3 温度/ ℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 C 分类举题 A. 从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是450 ℃、10 MPa B. 在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃原因是考虑催化剂的活性最佳 C. 在实际生产中，为了增大SO2的转化率可以无限量通入空气 D. 在实际生产中采用的压强为常压，原因是常压时转化率已经很高，增大压强对设备及成本要求太高 分类举题 【解析】 由表中数据可知，450 ℃、10 MPa时SO2的平衡转化率达到99.7%，已最大，即理论上应选择的条件是450 ℃、10 MPa，A正确；催化剂能加快反应速率，但其活性受温度影响，硫酸工业用V2O5作催化剂，V2O5在400～500 ℃时的活性强，催化效果好，B正确；氧气适当过量，可使平衡正向移