2.4化学反应的调控 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四节 化学反应的调控 《选择性必修一》第二章 化学反应速率与化学平衡 教学重难点 环节一 从速率和平衡两个角度分析合成氨的条件 想一想 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) △H=-92.4kJ/mol 思考与讨论 1、根据合成氨反应特点，完成P44页原理分析表格，讨论应选择怎样的反应条件？ 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大氨的合成反应速率 提高平衡混合物中氨的含量 增大 增大 增大 增大 升高 降低 使用 不使用 环节一 从速率和平衡两个角度分析合成氨的条件 想一想 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) △H=-92.4kJ/mol 思考与讨论 2、结合表2-2数据分析，分析在压强相等时，温度的变化对平衡时氨的含量的影响，思考如何选择温度？ 压强相等时，随着温度越高，平衡时氨的含量越低。 环节一 从速率和平衡两个角度分析合成氨的条件 想一想 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) △H=-92.4kJ/mol 思考与讨论 3、结合表2-2数据分析，分析在温度相等时，压强的变化对平衡时氨的含量的影响，思考应如何选择压强？ 温度相等时，随着压强越大，平衡时氨的含量越高。 环节一 从速率和平衡两个角度分析合成氨的条件 想一想 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) △H=-92.4kJ/mol 思考与讨论 4、分析催化剂对速率和产率是否会发生影响，以及在实际生产中是否有必要加入催化剂？ 使用催化剂，反应速率增大，但产率不变。 环节一 从速率和平衡两个角度分析合成氨的条件 想一想 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) △H=-92.4kJ/mol 思考与讨论 5、综合考虑上面各方面，在工业合成氨时应选择哪些反应条件？请根据你选择的依据进行介绍。 环节二 结合工业实际，理解合成氨的条件 想一想 思考与讨论 6、阅读“科学、技术、社会”栏目，分析从理论到实践的过程中可能遇到哪些困难。 1、如何获得大量廉价原料气体（H2和N2）降低原料成本？ 2、寻找高效、稳定的催化剂。 3、开发适合高温、高压下的合成设备？ 环节二 结合工业实际，理解合成氨的条件 想一想 思考与讨论 7、分析工业压强采用10MPa至30MPa的原因，可结合图2-11，分析在相同温度下平衡时氨的体积分数与压强的关系。 压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。 环节二 结合工业实际，理解合成氨的条件 想一想 思考与讨论 8、结合图2-12分析在相同压强下平衡时氨的体积分数与温度的关系，分析工业温度采用400℃至500℃的原因。 温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，在工业生产中很不经济。 环节二 结合工业实际，理解合成氨的条件 想一想 思考与讨论 9、阅读课本，思考催化剂对反应的转化率有没有影响？在工业生产中为什么还要加入催化剂？选择何种催化剂？使用催化剂过程中要注意哪些问题？催化剂对温度有什么要求？如何保持催化剂的活性？ 在高温高压下，合成氨的反应仍然进行得十分缓慢，加入催化剂改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应。目前普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。要注意催化剂活性与温度间的关系，温度不能过高也不能过低。还要注意防止催化剂“中毒” 想一想 环节二 结合工业实际，理解合成氨的条件 小结： 选择合成氨反应的条件时，不能一味追求转化率，也不能只追求速率，而是要寻找既有高反应速率，又有高平衡转化率的反应条件。这就要求我们在理论分析的基础上，进一步考虑实践层面，如：设备、成本、能耗、环境、操作等方面，权衡利弊，多条件探索合成氨的最佳条件。 环节三 结合合成氨的研究历史，展望发展前景 想一想 思考与讨论 10、结合“科学、技术、社会”中提到了中国科学院大连化学物理研究所研制的新型催化剂，查询资料，了解科学家研究的过程，关注新型催化剂的结构特点和催化原理，针对目前研究较多的催化剂的抗毒性、稳定性、高效性等，合成氨中的污染问题，展开调查和研究。 课堂小结 课堂练习： P49页 1、3、5 再见 $$