【課件】化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控課件-高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控一、合成氨反應(yīng)條件的原理分析1.反應(yīng)原理:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1。2.反應(yīng)特點(diǎn):合成氨

反應(yīng)—可逆性:反應(yīng)為

反應(yīng)

—體積變化:正反應(yīng)是氣體體積

的反應(yīng)

—焓變:ΔH

0

可逆減小<一、合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)思考與討論：（1）原理分析根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，應(yīng)如何選擇反應(yīng)條件，以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量？請同學(xué)們獨(dú)立完成課本表格！二、合成氨反應(yīng)特點(diǎn)的分析結(jié)論：提高合成氨反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的條件比較條件提高反應(yīng)速率

提高平衡轉(zhuǎn)化率

綜合結(jié)果壓強(qiáng)溫度催化劑濃度高壓高壓高壓高溫低溫兼顧速率和平衡，且考慮催化劑活性使用無影響使用增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度，降低生成物濃度增大反應(yīng)物濃度，且不斷減少生成物濃度核心素養(yǎng)：變化觀念與平衡思想思考與討論：（2）數(shù)據(jù)分析表2-2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在不同溫度、壓強(qiáng)下，平衡混合物中氨的含量的變化情況(初始時(shí)氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比是1:3)。分析表中數(shù)據(jù)，結(jié)合合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，討論應(yīng)如何選擇反應(yīng)條件，以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)三、工業(yè)合成氨的適宜條件（一）壓強(qiáng)：10MPa-30MPa

【思考1】合成氨時(shí)壓強(qiáng)越大越好,為何不采用比30MPa更大的壓強(qiáng)?

提示:壓強(qiáng)越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,需要的動力也越大,這會加大生產(chǎn)投資,可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。

（二）溫度：400℃-500℃【思考2】合成氨采用低溫時(shí)可提高轉(zhuǎn)化率,但為何未采用更低的溫度?提示:溫度太低,反應(yīng)速率太小,達(dá)到平衡所需的時(shí)間變長,不經(jīng)濟(jì)。另外,合成氨所需的催化劑鐵觸媒的活性在500℃左右活性最大。（三）催化劑：

目前，合成氨工業(yè)中普遍使用的是以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒。鐵觸媒在500℃左右時(shí)的活性最大，這也是合成氨一般選擇400—500℃進(jìn)行的重要原因。（四）濃度：

采取迅速冷卻的方法，使氣態(tài)氨變成液氨后及時(shí)從平衡混合物中分離出去，以促使化學(xué)平衡向生成NH3的方向移動。此外，如果讓N2和H2的混合氣體只一次通過合成塔發(fā)生反應(yīng)也是很不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)將NH3分離后的原料氣循環(huán)使用，并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2,使反應(yīng)物保持一定的濃度，以利于合成氨反應(yīng)?？偨Y(jié)：工業(yè)合成氨的適宜條件外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強(qiáng)溫度催化劑濃度根據(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(qiáng)(10～30MPa)適宜溫度，400～500℃使用鐵觸媒做催化劑及時(shí)補(bǔ)充N2和H2，并將氨及時(shí)從混合氣中分離出去微點(diǎn)撥：

工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)限度和反應(yīng)速率兩個(gè)角度選擇合成氨的適宜條件，既要考慮盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料，又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，同時(shí)還要考慮設(shè)備的要求、技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等。核心素養(yǎng)：科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任合作學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)(1)溫度越高越利于合成氨反應(yīng)平衡正向移動。(

)(2)合成氨反應(yīng)中,壓強(qiáng)越大越利于增大反應(yīng)速率和平衡正向移動。(

)(3)使用催化劑能提高合成氨反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。(

)答案:

(1)×

(2)√

(3)×小試牛刀四、工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜生產(chǎn)條件的原則（一）影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的因素：參加反應(yīng)的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等本身因素，還有溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑等反應(yīng)條件。（二）化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控需要考慮的因素：在實(shí)際生產(chǎn)中常常需要結(jié)合設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟(jì)成本等情況，綜合考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素，尋找適宜的生產(chǎn)條件。此外，還要根據(jù)環(huán)境保護(hù)及社會效益等方面的規(guī)定和要求做出分析，權(quán)衡利弊，才能實(shí)施生產(chǎn)。小結(jié)：核心素養(yǎng)：宏觀辨識與微觀探析針對訓(xùn)練解析：文質(zhì)彬彬，然后君子領(lǐng)袖氣質(zhì)、君子風(fēng)度科學(xué)精神、工匠才干構(gòu)建思維導(dǎo)圖科學(xué)技術(shù)社會..合成氨—實(shí)驗(yàn)室研究與工業(yè)化生產(chǎn)教師寄語：

同學(xué)們