新教材高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率微項目探討如何利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇-化學(xué)反應(yīng)選擇與反應(yīng)條件優(yōu)化課件魯科版選擇性必修

第2章化學(xué)反響的方向、限度與速率微工程探討如何利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇——化學(xué)反響選擇與反響條件優(yōu)化課標解讀課標要求素養(yǎng)要求1.通過利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇反應(yīng)的選擇，以及對反應(yīng)條件的優(yōu)化，體會反應(yīng)的焓變、熵變、化學(xué)平衡和速率相關(guān)知識的應(yīng)用價值，形成從物質(zhì)轉(zhuǎn)化以及反應(yīng)的方向、限度、快慢等多個角度綜合分析、解決工業(yè)生產(chǎn)實際問題的基本思路。2.通過本項目的學(xué)習(xí)，樹立綠色化學(xué)理念，認識到利用化學(xué)反應(yīng)將無用物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)是解決環(huán)境問題的重要途徑之一。1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:通過探究工業(yè)廢氣中的二氧化碳合成甲醇反應(yīng)的選擇以及對反應(yīng)條件的優(yōu)化，認識科學(xué)探究是進行科學(xué)解釋、創(chuàng)造和應(yīng)用的實踐活動。能從問題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計探究方案，運用化學(xué)實驗、調(diào)查等方法進行實驗探究。2.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任:通過本項目的學(xué)習(xí)，感受化學(xué)知識在解決實際問題中的應(yīng)用價值。有理論聯(lián)系實際的觀念，有將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識。工程活動1選擇適宜的化學(xué)反響〔1〕目前有機原料按消費量排序，前4位是乙烯、丙烯、苯、①________?！?〕現(xiàn)在合成甲醇的原料大多數(shù)國家以②__________為主要原料，我國那么是以③___________為主要原料。甲醇天然氣煤和重渣油

正向自發(fā)進行來源

反應(yīng)①-48.97-177.16②+676.48-43.87提示反響①屬于放熱的熵減小反響，低溫時反響正向自發(fā)進行。反響②屬于吸熱的熵減小反響，在任何溫度下正向反響均不自發(fā)進行。所以應(yīng)該選擇反響①。〔2〕判斷反響①的正向自發(fā)進行的最高溫度為多少？

〔1〕請根據(jù)焓變和熵變判斷上述2個反響是否能正向自發(fā)進行？應(yīng)該選擇哪個反響？

提示該反響屬于吸熱的熵增加的反響，在高溫下能正向自發(fā)進行。

〔2〕判斷依據(jù)〔1〕在生產(chǎn)和科研實際中，我們常常需要設(shè)計新的反響路線或試制新的化學(xué)品。這時，首先需要判斷所設(shè)計反響是否可行，即判斷在某種條件下所設(shè)計反響是否能夠正向自發(fā)進行、能進行到什么程度?！?〕只有在確知所設(shè)計反響可以正向自發(fā)進行時，才能進一步考慮反響的速率問題并采取具體措施，如選用催化劑等。

B

C

工程活動2選擇適宜的反響條件〔1〕綜合原那么一般①_______________________________、②_______________________等多個方面綜合考慮，并根據(jù)有關(guān)理論和實驗數(shù)據(jù)對所選擇的條件進行論證。從化學(xué)平衡和化學(xué)反響速率主反響和副反響選擇溫度時要綜合考慮溫度對③_________________________、④_____________________和⑤_______________________的影響考慮調(diào)控反應(yīng)體系中各組分濃度、促使平衡正向移動時需要考慮如何避免或減少⑥________________________及如何選擇性地促進⑦__________________________副反響的發(fā)生主反響正向移動平衡移動方向反響速率催化劑活性例如：〔2〕催化劑尋找催化效率高、⑧_____________________的催化劑，有效縮短到達平衡的時間，在盡可能短的時間內(nèi)獲得盡量多的產(chǎn)物?！?〕其他條件工業(yè)生產(chǎn)中，還要考慮⑨_______________________________等方面因素。選擇性高本錢、工藝、平安性條件的改變（其他條件不變）化學(xué)平衡的移動濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向⑩__________方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向?__________方向移動壓強（對有氣體存在的反應(yīng)）反應(yīng)前后氣體體積改變增大壓強向?____________的方向移動減小壓強向?____________的方向移動反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動正反響逆反響氣體體積減小氣體體積增大溫度升高溫度向?__________反應(yīng)方向移動降低溫度向?__________反應(yīng)方向移動催化劑使用催化劑，平衡不移動吸熱放熱續(xù)表影響因素影響結(jié)果（其他條件不變）濃度固體或純液體濃度為常數(shù)，增加反應(yīng)物的量，反應(yīng)速率?_________（但固體物質(zhì)的表面積影響反應(yīng)速率）氣體或溶液增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率?_____________溫度升溫反應(yīng)速率?________________降溫反應(yīng)速率?________________壓強加壓（縮小體積）對有氣體參加的反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率均?________減壓（擴大體積）對有氣體參加的反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率均?________催化劑使用催化劑能同時同比例改變正、逆反應(yīng)的速率不變加快加快減慢加快減慢

2:13:15:17:111.6313.6815.9318.713.044.125.266.93

提示不是。分析題圖中數(shù)據(jù)可知，壓強越大，甲醇的產(chǎn)率越大，但從設(shè)備本錢看，壓強越大生產(chǎn)本錢越高。

提示合成甲醇的反響是放熱反響，平衡后溫度升高平衡向逆反響方向移動，甲醇產(chǎn)率降低。4.綜合以上分析，合成甲醇的適宜條件應(yīng)如何選擇？

5.從工業(yè)生產(chǎn)流程考慮還有哪些措施可提高甲醇的產(chǎn)率？提示配置二氧化碳富集裝置、甲醇—水別離裝置以及副產(chǎn)物一氧化碳回收裝置等?；どa(chǎn)適宜條件選擇的一般原那么：條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本從實際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓的能力等從催化劑的使用活性分析注意溫度對催化劑的活性的限制

C

B[解析]此反響為放熱反響，高溫使平衡逆向移動，甲醇的產(chǎn)率減小，故A、D錯誤；適宜的溫度和催化劑，有利于反響速率增大，題給反響的正反響為體積減小的反響，故高壓使平衡正向移動，故B正確；低壓下，平衡向逆反響方向移動，不利于甲醇的產(chǎn)出，故C錯誤。1.以下對化學(xué)反響預(yù)測正確的選