2.4化学反应的调控 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学 选择性必修一 第二章 化学反应速率与化学平衡 第四节 化学反应的调控 思考：假如你是一个化工厂的老板对工业你主要应考虑哪些问题？ 1、经济效益 2、社会效益 可行性、成本、产率、生产效率、设备、条件等 环境 2 提高综合经济效益 理论 实际 提高单位时间内的产量 （从化学反应的速率考虑） 提高平衡混合物中生成物的含量 （从化学平衡的移动考虑） 从生产成本、动力、材料、设备等对上述理论探讨进一步论证，以得出合理的结论。 3 人工合成氨 N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 NO3－ 用空气制造面包的圣人——弗里茨·哈伯因发明用氮气和氢气合成氨的方法获得1918年诺贝尔化学奖 如何从空气制得面包？ 哈伯 （1918年） 合成氨的基础开发工作 合成氨与三次诺贝尔化学奖 博施 （1931年） 实现了合成氨的工业化 埃特尔 （2007年） 揭开了合成氨的反应机理 卡尔 ·博施 格哈德·埃特尔 弗里茨·哈伯 第四，不断进行技术创新。生产中的工艺或方法不是一成不变的，随着时代的发展、各种技术也要不断创新，合成氨研发的历史中，特别是诺贝尔化学奖三次授予了与合成氨有关的科学家就证明了这一点。哈伯（1918年获奖）只是完成了合成氨的基础开发工作，1931年获奖的博施实现了合成氨的工业化，2007年埃特尔获奖的原因则是揭开了合成氨反应历程的“天机”。 5 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 工业合成氨时主要考虑的因素有哪些？ (3) 便宜 (4) 绿色 (2) 快 (1) 多 提高平衡混合物里氨的含量 提高单位时间里氨的产量 降低成本，提高原料利用率 保护环境，对设备的要求 ——化学平衡 ——化学反应速率 6 1.反应原理： 2.反应特点 (1)可逆性：反应为 反应。 (2)熵变：ΔS 0，正反应是气体体积 的反应。 (3)焓变：ΔH 0，是 反应。 一、合成氨反应条件的原理分析： 可逆 < 缩小 < 放热 (4)该反应的自发性如何？ N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) △H＝－92.2kJ•mol-1 ∆S＝－198.2J•K-1•mol-1 请根据反应的焓变和熵变分析在298K时合成氨反应能否正向自发进行？ △ G=△H－T△S = －33.14 kJ·mol－1＜0，可以自发 3、反应条件的选择 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 增大反应物浓度 增大反应物浓度 升高温度 降低温度 增大压强 增大压强 使用催化剂 无影响 以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中按的含量 4、数据分析 不同条件下，合成氨反应达到化学平衡时反应混合物中氨的含量（体积分数） 温度/℃ 氨的含量/% 0.1 MPa 10 MPa 20 MPa 30 MPa 60 MPa 100 MPa 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 9.10 13.8 23.1 31.4 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 综合结果 压强 温度 催化剂 浓度 提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较 高压 高压 高压 高温 低温 兼顾速率和平衡，且考虑催化剂活性 使用 无影响 使用 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 增大反应物浓度，且不断减少生成物浓度 11 学以致用 提升关键能力 1.(2023·聊城高二测试)可逆反应 <m></m> ，达 到平衡后，为了使 <m></m> 的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确 的是( ) A.升高温度，减小压强，增加氮气 B.降低温度，增大压强，加入催化剂 C.升高温度，增大压强，增加氮气 D.降低温度，增大压强，分离出部分氨 √ 校本P56 知识点一 12 2.下列有关合成氨工业的说法正确的是( ) A. <m></m> 的量越多， <m></m> 的转化率越大，因此，充入的 <m></m> 越多越有利于 <m></m> 的合成 B.恒容条件下充入稀有气体有利于 <m></m> 的合成 C.工业合成氨的反应是