5.第二章 第四节 化学反应的调控（课件PPT）-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

第二章 化学反应速率与化学平衡 第四节　化学反应的调控　 1. 合成氨反应的特点 合成氨反应：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）。已知298 K时：ΔH＝－ 92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 （1）可逆性：反应为可逆反应。 （2）体积变化：正反应是气体体积缩小的反应。 （3）焓变：ΔH＜0，熵变：ΔS＜0。 （4）自发性：常温（298 K）下，ΔH－TΔS＜0，能自发进行。 2. 分析不同条件对合成氨反应的影响 增大合成氨速率的条件 平衡向合成氨方向移动的条件 温度 升高温度 降低温度 压强 增大压强 增大压强 催化剂 有 没有影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度或降低产物的浓度 　　3. 合成氨反应的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 温度 400～500 ℃ 压强 10 MPa～30 MPa 催化剂 铁触媒 浓度 N2与H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，并将氨及时从混合气 中分离出去 （1）合成氨反应一般选择在400～500 ℃进行，主要原因：铁触媒在500 ℃左右时的活性最大。 （2）采用循环利用原料气的方法，并及时补充N2和H2，使反应物保持一 定的浓度，从而提高原料的利用率。 （3）可采用迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分 离出去，从而使平衡向生成NH3的方向移动。 　　｜特别提醒｜ 外界 条件 有利于加快反 应速率 有利于平衡移动 综合分析结果 浓度 增大反应物浓 度 增大反应物浓度、减小生成物浓度 不断补充反应物、及时分 离出生成物 压强 高压（有气体 参加的反应） ΔV＜0 高压 在设备等条件允许的前提 下，尽量采取高压 ΔV＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适 宜的压强 掌握工业生产中选择适宜生产条件的思路 外界 条件 有利于加快反 应速率 有利于平衡移动 综合分析结果 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 催化剂的适宜温度 催化 剂 选取合适的催 化剂 无影响 考虑催化剂活性与温度的 关系 　　[应用体验] 氨是制造化肥的重要原料，如图为工业合成氨的流程图，下列说法错误的 是（　　） A. 工业上制氮气一般用分离液态空气法 B. 步骤③的作用是充分利用热量，减少能耗 C. 步骤①中“净化”N2、H2混合气体可以防止催化剂中毒 D. 步骤③中温度选择500 ℃，主要是考虑平衡时反应物的转化率 √ 解析　空气中最主要的两种气体是氮气和氧气，利用空气中氮气的沸点比 氧气低的特点，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，由于液氮的沸点 （－196 ℃）比液氧的沸点（－183 ℃）低，氮气首先从液态空气中蒸发出 来，留下液氧，所以工业上一般用分离液态空气法制氮气，A正确；步骤③用 反应后N2、H2、NH3混合气加热原料气实现热交换，可以充分利用热量，减少 能耗，B正确；为防止混有的杂质使催化剂中毒，反应前的氮气和氢气混合气 体必须经过净化，C正确；步骤③中温度选择500 ℃，主要是考虑铁触媒在500 ℃左右时活性最大，D错误。 $