内容正文:
第2课 第6课时 化学反应的调控
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目标任务
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课程标准
学习目标
1.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.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要作用。
1.能从宏观与微观结合的视角,运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律,分析评估化学反应条件的选择和优化。
2.能从限度、速率、平衡等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析,解决生产、生活中的化学问题,形成节约成本、循环利用、保护环境等观念。
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预习导学
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自主梳理
一、合成氨反应的限度
1.反应原理
已知在 时, 的 , 。
2.反应特点
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
3.有利于合成氨的条件
a.外界条件:⑦ 温度、⑧ 压强,有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
b.投料比:温度、压强一定时, 、 的体积比为⑨ 时平衡混合物中氨的含量最高。
二、合成氨反应的速率
1.提高合成氨反应速率的方法
① ② ③ ④
2.浓度与合成氨反应速率之间的关系
在特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为 ,由反应速率与参与反应的物质浓度的关系式可知:⑤ 或 的浓度,⑥ 的浓度,都有利于提高合成氨反应的速率。
三、合成氨生产的适宜条件
1.合成氨反应适宜条件分析
(1)选择合成氨生产条件时,既不能片面地追求高① ,也不应只追求高② ,而应该寻求③ 的反应条件。
(2)考虑原料的④ 、未转化的合成气(氮气和氢气)的⑤ 、⑥ 的综合利用等。
2.合成氨的适宜条件
影响因素
选择条件
(1)温度
反应温度控制在⑦ 左右
(2)物质的量
、 投料比⑧
(3)压强
(低压、中压和高压)
(4)催化剂
选择⑨ 作催化剂
(5)浓度
使气态 变成液态 并及时分离出去,同时补充 、
预习检测
1.已知反应2NH3⇌N2+3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,在此条件下,氨的合成反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数为
A.4 B.2 C.1 D.0.5
2.下列关于硫酸工业和合成氨工业说法错误的是
A.都采用了高压 B.都使用了催化剂
C.生产流程中都有造气和净化 D.都使用了热交换器
3.在硫酸工业生产中,通过下列反应使SO2氧化成SO3: 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196.6kJ/mol。下 表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率
温度/℃
平衡时的转化率
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
5MPa
10MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
从化学反应速率、化学平衡及生产成本、产量等角度综合分析,在实际生产中有关该反应适宜条件选择的说法正确的是
A.SO2的转化率与温度成反比,故采用尽可能低的温度
B.该反应在450℃左右、1MPa (常压)下进行较为合适
C.SO2的转化率与压强成正比,故采用尽可能高的压强
D.为了提高的SO2的转化率,应使用合适的催化剂
4.下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是
A.硫酸工业中,为使黄铁矿充分燃烧,可将矿石粉碎
B.硝酸工业中,氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
C.合成氨工业中,为提高氮气和氢气的利用率,采用循环操作
D.对于合成氨的反应,如果调控好反应条件,可使一种反应物的转化率达到100%
5.关于工业合成NH3的说法中不正确的是
A.适当加压可提高氨的产率
B.加入催化剂可以加快反应速率
C.选择400-500℃是因该温度下氨的平衡产率最高
D.将含N2和H2的原料气循环使用可以提高原料的转化率
6.德国化学家哈伯发明了以低成本制造氨的方法,大大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,其中为提高原料平衡转化率而采取的措施是
A.①②③④ B.②③④ C.②④⑤ D.②⑤
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探究提升
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03
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►环节