(课件)第2章 第4节 新知探究课13 化学反应条件的优化——工业合成氨-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(鲁科版2019)

第2章　化学反应的方向、限度与速率 第4节　化学反应条件的优化——工业合成氨 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 1 学习任务 1．结合生产实例，讨论化学反应条件的选择和优化，形成从限度、速率、能耗的多角度综合调控化学反应的基本思路，发展“绿色化学”的观念和辩证思维的能力。 2．能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题。 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 必备知识·自主预习 01 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 3 一、合成氨反应的限度 1．反应原理 N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol-1, ΔS＝－198.2 J·mol-1·K-1。 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 2．反应特点 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 3．影响因素 (1)外界条件：____温度、____压强，有利于化学平衡向生成氨的方向移动。 (2)投料比：温度、压强一定时，N2、H2的体积比为______时平衡混合物中氨的含量最高。 降低 增大 1∶ 3 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 练一练　已知298 K时，N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol-1，ΔS＝－198.2 J·mol-1·K-1, 请通过计算说明298 K时合成氨反应能否正向自发进行？ [答案]　ΔH－TΔS＝－92.2×103 J·mol-1－298 K×(－198.2 J·mol-1· K-1)＝-92.2×103 J·mol-1+59 063.6 J·mol-1＝－33 136.4 J·mol-1＜ 0, 即298 K时合成氨反应能正向自发进行。 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 二、合成氨反应的速率 1．提高合成氨反应速率的方法 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 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v＝kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)，由速率方程可知：____N2或H2的浓度，____NH3的浓度，都有利于提高合成氨反应的速率。 增大 减小 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)升高温度，对合成氨的正反应的反应速率影响更大。 (　　) (2)增大压强，对合成氨的正反应的反应速率影响更大。 (　　) (3)加入催化剂，对合成氨的正、逆反应的反应速率影响程度相同。 (　　) × √ √ 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 三、合成氨生产的适宜条件 1．合成氨反应适宜条件分析 工业生产中，必须从________和________两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的______，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的____，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 反应速率 反应限度 转化率 产量 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 2．合成氨的适宜条件 序号 影响因素 选择条件 1 温度 反应温度控制在_______左右 2 物质的量 N2、H2投料比_______ 3 压强 1×107～1×108 Pa 4 催化剂 选择__做催化剂 5 浓度 使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2 700 K 1∶2.8 铁 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课固基练 3．合成氨生产流程的三阶段 新知探究课13　化学反应条件的优化——工业合成氨 必备知识·自主预习 关键能力