2.4 化学反应的调控-【划重点】2023-2024学年高二化学同步讲与练（人教版2019选择性必修1）

2.4 化学反应的调控 学习目标 重难点 1．了解合成氨反应的特点以及外部条件对合成氨反应的影响。 2．了解合成氨生产的主要流程。 3．了解工业生产条件选择的依据和原则。 4．知道化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 重点：利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。 难点：化学反应速率和化学平衡的综合调控。 知识01 合成氨反应特点 1．合成氨反应的原理分析 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1 根据合成氨反应的特点，应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量？填入下表。 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 ________ ________ ________ ________ 提高平衡混合物中氨的含量 ________ ________ ________ ________ 2．合成氨反应的数据分析 下表的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1：3)。 温度/℃ 氨的含量/% 0.1MPa 10MPa 20MPa 30MPa 60MPa 100MPa 200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8 300 2.20 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 400 0.40 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 500 0.10 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 600 0.05 4.50 9.1 13.8 23.1 31.4 (1)温度升高，氨的含量________；这与速率是________的； (2)压强增大，氨的含量________；这与速率是________的。 3．合成氨反应的条件调控 工业合成氨的适宜条件 压强 ________________ 温度 ________________ 催化剂 ________________ 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去 1．反应速率 2．反应转化率 3．合成氨的适宜条件 反应条件 压强 温度 催化剂 浓度 1.3×107~3×107Pa 500 ℃  左右 铁触媒 使气态NH3变成液态NH3并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充N2和H2 1．合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 已知：298 K时， ΔH=-92.4 kJ·mol-1，ΔS=-198.2 J·K-1·mol-1；合成氨反应的平衡常数K=4.1×106。 请根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行。 答： 2．请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。 答： 3．增大压强既可提高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好?为什么? 答： 4．既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好?为什么? 答： 5．工业合成氨主要考虑哪些因素? 答： 6．合成氨的适宜条件有哪些？ 序号 影响因素 选择条件 1 温度 2 物质的量 3 压强 4 催化剂 答： 7．如何选择合成氨的适宜条件？ 答： 8．怎样提高N2、H2的利用率? 答： 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)在反应N2+3H2=2NH3中，3v(H2)=2v(NH3)(　　) (2)合成氨反应中，5 s末v(N2)=0.5 mol·L-1·s-1时，v(NH3)=1 mol·L-1·s-1 (　　) (3)合成氨反应在高温下能自发进行(　　) (4)已达平衡的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高(　　) 　 (5)铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动(　　) (6)将氨从混合气中分离，可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动(　　) (7)升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动(　　) (8)增大压强可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动(　　) 知识02 化学反应的调控 1．影响化学反应进行的因素 参加