高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率24化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨學(xué)案無答案魯科版選修

PAGEPAGE1第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認識合成氨的化學(xué)原理；2.應(yīng)用化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)知識選擇合成氨的條件；3.了解合成氨生產(chǎn)的主要流程；4.了解工業(yè)條件選擇的依據(jù)和原則。【重點·難點】應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動原理選擇合成氨的適宜條件?！緩?fù)習(xí)回顧】1．若使化學(xué)平衡3A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH<0，向正反應(yīng)方向移動，可采取的措施通常有：增大______或____的濃度，降低________，增大________，從混合氣體中分離出氣體____(減小生成物的濃度)等。2．加快化學(xué)反應(yīng)速率的措施通常有增大反應(yīng)物的________，升高________，使用__________，有氣體參與的反應(yīng)還可以采取增大________等?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、合成氨反應(yīng)的限度1．合成氨的反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在298K時，ΔH(298K)＝－92.2kJ·mol－1，ΔS(298K)＝－198.2J·K－1·mol－1。合成氮反應(yīng)是反應(yīng)，同時也是氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)．計算△H–TΔS=kJ·mol－1，由此得出合成氮反應(yīng)在298K時_______自發(fā)進行。2．合成氮反應(yīng)的限度分析__________溫度、_________壓強有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動；在一定溫度、壓強下。反應(yīng)物氮氣、氫氣的體積比為__________時平衡混合物中氨的含量最高。二、合成氨反應(yīng)的速率1．實驗研究表明，在特定的條件下，合成氮反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度關(guān)系式為，其中k是速率常數(shù)，k與濃度_______，但受________、___________、______________等因素的影響。根據(jù)該關(guān)系式可知，合成氨反應(yīng)的速率（）與__________一次方成正比，與______的1.5次方成正比，與________的一次方成反比；在反應(yīng)過程中，隨著氨的濃度的增大．反應(yīng)速率會逐漸降低．為了保持足夠高的反應(yīng)速率，應(yīng)在反應(yīng)達到一定的轉(zhuǎn)化率時，將________從混合氣中分離出去。2．在其他條件相同的情況下，使用催化劑可以使合成氨反應(yīng)的速率提高上____________倍。3．溫度越高，反應(yīng)進行得________________。三、合成氨的適宜條件1．使用催化劑可以大幅度提高反應(yīng)速率，目前合成氨生產(chǎn)一般選擇________作催化劑。2．溫度越高，反應(yīng)速率越大，但不利于氨的合成，在實際生產(chǎn)中一般控制反應(yīng)溫度在_________左右，在此溫度時催化劑的活性最大。3．壓強越大越有利于合成氨，但在實際生產(chǎn)中．根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來選擇壓強，大致分為______、________、________三種類型。4．合成氨生產(chǎn)通常采用N2和H2的物質(zhì)的量之比為________的投料比，及時將氨氣從反應(yīng)混合物中分離出去。【合作探究】1、合成氮的工業(yè)化生產(chǎn)，為糧食的豐收生成提供了有力保障，但在中等壓強工藝條件下，合成氨廠出口氣中氨氣含量一般為13%～14%．產(chǎn)量非常低。降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動，有利于提高產(chǎn)量，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好呢？2、反應(yīng)物的濃度與化學(xué)反應(yīng)的速率之間存在著某些定量關(guān)系，觀察合成氨反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度關(guān)系式，這個關(guān)系式能不能根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式的系數(shù)直接寫出呢？從合成氨反應(yīng)的速率方程來看，增大反應(yīng)速率應(yīng)采取什么措施？3、合成氨工業(yè)生產(chǎn)中．為什么將未轉(zhuǎn)化的合成氣（氮氣和氫氣）循環(huán)使用？【課堂檢測】1、反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H<0，在不同溫度、不同壓強（）下，達到平衡時，混合氣體中NH3的百分含量隨溫度變化的曲線正確的是（）2、在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)．僅從要使反應(yīng)速率加快來考慮，可采取的措施是（）①減壓；②加壓；③升溫；④降溫；⑤補充N2；⑥加催化劑；⑦減小N2或H2的量A．③④⑤⑦B．②④C