第二章 第四节　化学反应的调控 -【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案配套教参（人教版，单选）

第四节　化学反应的调控 　利用化学原理分析生产条件的选择 授课提示：对应学生用书第42页 1．工业合成氨的反应及其特点 N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　 ΔH＝－92.4 kJ/mol。 (1)可逆反应。 (2)正反应为气体体积减小的反应。 (3)正反应为放热反应。 2．工业合成氨生产条件的选择 (1)原理分析：外界条件对合成氨反应的影响 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 增大反应物浓度 升高温度 增大压强 使用催化剂 提高平衡混合 物中氨的含量　　　 增大反应物浓度 降低温度 增大压强 不影响 (2)数据分析：外界条件对合成氨反应的影响 请分析教材47页表2­2中数据，填空： ①温度升高，氨的含量降低；这与速率是相矛盾的。 ②压强增大，氨的含量增大；这与速率是相一致的。 (3)实际生产条件的选择： 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 根据使用的材料、设备及综合指标选择压强：10_MPa～30_MPa 温度 适宜温度，400～500 ℃左右 催化剂 使用铁触媒作催化剂 浓度 采取迅速冷却的方法，及时分离出液氨，将分离后的原料气循环使用 3.化学反应调控 (1)影响化学反应进行的因素 参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素；温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。 (2)化学反应的调控 ①含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。 ②考虑因素：设备条件、安全操作、经济成本等；分析影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找适宜的生产条件；考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，不正确的画“×”。 1．增大压强，既可以增大合成氨的反应速率也可以提高平衡混合物中氨的含量，所以实际生产中压强越大越好。(×) 2．依据勒夏特列原理，500 ℃高温比室温更有利于合成氨的反应。(×) 授课提示：对应学生用书第43页 　在硫酸工业中，通过下列反应使SO2 氧化为SO3：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH<0。 下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2转化率的统计数据： 温度 不同压强下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 问题1：从理论上分析，使SO2尽可能多、尽可能快地转化为SO3，应选择的条件是什么？ 答案：低温、高压。 问题2：在实际生产中，选定450 ℃，其原因是什么？ 答案：该反应是放热反应，升高温度，SO2的转化率降低，此温度下催化剂的活性最高。 问题3：在实际生产中，采用的压强为常压，其原因是什么？ 答案：在常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大的压强，SO2的转化率提高也很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高。 问题4：在实际生产中，通入过量的空气，其原因是什么？ 答案：增大O2浓度，提高SO2的转化率。 问题5：尾气中的SO2必须回收，其原因是什么？ 答案：SO2有毒，回收是为了防止污染环境。 1．利用化学反应原理分析、选择生产条件的原则 (1)既要注意外界条件对反应影响的一致性，又要注意外界条件对反应影响的矛盾性。 (2)既要注意温度、催化剂对速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。 (3)既要注意理论上的需要，又要注意实际操作上的可能性。 2．工业生产中选择适宜生产条件的分析 外界条件 有利于增大速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气 体参加) 反应后气体体 积减小的反应 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 反应后气体体 积增大的反应 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 1．合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是(　　) ①减压；②加压；③升温；④降温；⑤及时从平衡混合气中分离出NH3；⑥补充N2或H2；⑦加催化剂；⑧减小N2或H2的量 A.③④⑤⑦　　　　 B．②④⑥ C.②⑥ D．②③⑥⑦ 解析：合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，该反应的