2.4化学反应的调控课件--2023—2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应的调控 要素 氧气 OXYGEN 点火源 HEAT FUEL 易燃物 1.知道如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成 素养目标 氨的适宜条件。 2.初步掌握应用化学原理选择化工生产条件的思想和方 法，培养科学态度与社会责任等方面的学科核心素养。 一、合成氨反应的特点 一、合成氨反应条件的原理分析 1.反应原理：N2(g)+3H2(g)一2NH3(g) △作-92.2kJ·mo|-1。 2.反应特点： 可逆性：反应为可逆反应 合成氨 体积变化：正反应是气体体积 减小的反应 反应 焓变：AH<0 二、合成氨反应特点的分析 思考与讨论： (1)原理分析 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？ 请同学们独立完成课本表格！ 结论：提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 综合结果 压强 高压 高压 高压 温度 兼顾速率和平衡， 高温 低温 且考虑催化剂活性 催化剂 使用 无影响 使用 增大反应物浓度， 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，且 降低生成物浓度 不断减少生成物浓度 核心素养：变化观念与平衡思想 思考与讨论： (2)数据分析 表2-2中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) 分析表中数据，结合合成氨反应的特点，讨论应如何选 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。 实践是检验真理的唯一标准 三、工业合成氨的适宜条件 (一)压强： 60 40 10MPa-30MPa 20 40 60 80 100 压强/MPa 图211400℃下平衡时氢的体积分数随压强的变化示意图 【思考1】合成氨时压强越大越好，为何不采用比30MPa更大的压强？ 提示：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大， 这会加大生产投资，可能降低综合经济效益。 (二) 温度： 400℃-500C 200 300 400 500 600 温度/℃ 图2-12 10MPa下平衡时氨的体积分数随温度的变化示意图 【思考2】合成氨采用低温时可提高转化率，但为何未采用更低的温度？ 提示：温度太低，反应速率太小，达到平衡所需的时间变长，不经济。另外，合 成氨所需的催化剂铁触媒的活性在500℃左右活性最大。