2020高考總復習課件_化學（魯科版）_化學反應的方向、限度和速率_化學反應速率工業(yè)合成氨

1、第3講化學反應速率工業(yè)合成氨,【2020備考】 最新考綱：1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，認識并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解反應活化能的概念。5.了解化學反應速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。,核心素養(yǎng)：1.變化觀念與平衡思想：能認識化學反應速率是變化的，知道化學反應速率與外界條件有關(guān)，并遵循一定規(guī)律；能多角度、動態(tài)地分析化學反應速率，運用化學反應原理解決實際問題。2.實驗探究與創(chuàng)新意識：能發(fā)現(xiàn)和提出有關(guān)化學反應速率的有探究價值的問題

2、；通過控制變量來探究影響化學反應速率的外界條件。,考點一化學反應速率 (頻數(shù)：難度：),化學反應速率在高考中主要在二卷中設(shè)項考查，考查角度有以下幾,個方面：(1)速率影響因素分析。(2)根據(jù)圖表信息求算化學反應速率。(3)根據(jù)圖表信息比較反應速率大小。(4)根據(jù)信息求算某一反應的正逆速率。,1.化學反應速率,快慢,增加,2.0 molL1min1,計算反應速率時，我們往往忽略溶液的體積，特別是給出的是物質(zhì)的量的變化量時，一定要先轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化量，再進行計算。,2.化學反應速率與化學計量數(shù)的關(guān)系,系數(shù),mnpq,0.2,0.4,當比較用不同物質(zhì)表示同一反應速率的相對大小時，必須做到兩個

3、統(tǒng)一：即按照系數(shù)關(guān)系換算成同一物質(zhì)、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。,3.求解反應速率的解題模式：“三段式”法,速查速測,1.(易混點排查)正確的打“”，錯誤的打“”,2.（教材改編題）（LK選修4P55“活動探究”改編）某溫度下，濃度都是1 molL1的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經(jīng)t min后，測得各物質(zhì)的濃度分別為c（X2）0.4 molL1，c（Y2）0.6 molL1，c（Z）0.4 molL1，則該反應的化學方程式可表示為（）,答案B,3.(思維探究題)比較化學反應速率大小時，可通過比較化學反應速率與系數(shù)的比值的大小快速判定。,v(CO)1.5 molL1min1

4、v(NO2)0.7 molL1min1 v(N2)0.4 molL1min1v(CO2)1.1 molL1min1 v(NO2)0.01 molL1s1 上述5種情況反應的速率由大到小的順序為_。 答案,A組基礎(chǔ)知識鞏固,A.v(A)0.5 molL1min1B.v(B)1.2 molL1s1 C.v(D)0.4 molL1min1D.v(C)0.1 molL1s1,解析本題可以采用歸一法進行求解，通過方程式的系數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應速率折算成同一物質(zhì)表示的反應速率進行比較，B物質(zhì)是固體，不能表示反應速率；C項中對應的v(A)0.2 molL1min1；D項中對應的v(A)3 molL1min

5、1。 答案D,A.1 B.2 C.3 D.4,解析先計算出用D表示的該反應的反應速率：v(D)1 mol2 L5 min 0.1 molL1min1，根據(jù)C與D的反應速率關(guān)系有x20.1 molL1min1 0.1 molL1min1，則x2。 答案B,A.t1 min時，正、逆反應速率相等 B.X曲線表示NH3的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系 C.08 min內(nèi)，H2的平均反應速率v(H2)0.075 molL1 min1 D.1012 min，升高溫度，反應速率減慢,答案B,【方法規(guī)律】 依據(jù)圖像求反應速率的步驟,B組考試能力過關(guān),在060 s時段，反應速率v(N2O4)為_molL1s1。,答

6、案0.001 0,5.2018課標全國，28(2)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25 時N2O5(g)分解反應：,其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如表所示(t時，N2O5(g)完全分解)：,研究表明，N2O5(g)分解的反應速率v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min時，測得體系中pO22.9 kPa，則此時的pN2O5_kPa，v_ kPamin1。,答案30.06.0102,6.2018課標全國，28(3)對于反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在

7、323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。,答案大于1.3,考點二影響化學反應速率的因素 (頻數(shù)：難度：),化學反應速率的影響因素是高頻考點，主要考查外界條件改變,對速率影響的結(jié)論判斷；由圖像速率的改變判斷外界條件的改變；另外要注意外界條件改變對速率的影響和平衡的影響的關(guān)系。,1.內(nèi)因,v(Mg)v(Al),2.外因(其他條件不變，只改變一個條件),濃度對化學反應速率的影響的理解 固體和純液體對化學反應速率無影響，但要注意水(液態(tài))對溶液的稀釋作用。 濃度的改變必須是真正參加反應離子的濃度，如酸堿中和反應影響速率的是 H、OH濃度。 體系中各組分氣體濃度同等程度的改

8、變相當于壓強的改變。,3.理論解釋有效碰撞理論,(1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。 (2)活化能：如圖,圖中：E1為，使用催化劑時的活化能為，E2為，反應熱為。 (3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞。,正反應的活化能,E3,逆反應的活化能,E1E2,(4)活化分子、有效碰撞與反應速率的關(guān)系,速查速測,1.(易混點排查)正確的打“”，錯誤的打“”,2.(教材改編題)(RJ選修4P242改編)中國首條“生態(tài)馬路”在上海復興路隧道建成，它運用了“光觸媒”技術(shù)，在路面涂上一種光催化劑涂料，可將汽車尾氣中45%的NO和CO轉(zhuǎn)化成N2和CO2。下列對此反應的敘述中正確的是(),A.使用

9、光催化劑不改變反應速率 B.使用光催化劑能增大NO的轉(zhuǎn)化率 C.升高溫度能加快反應速率 D.改變壓強對反應速率無影響 答案C,3.(思維探究題)小組討論有人說壓強對化學反應速率的影響是通過改變濃度實現(xiàn)的。,A組基礎(chǔ)知識鞏固,答案A,下列有關(guān)說法正確的是() A.X的濃度越大，反應速率越大 B.X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越短 C.X分解的速率與其濃度無關(guān) D.X的分解速率先快后慢 解析X的分解速率是勻速的，與其濃度無關(guān)，A、D錯誤，C正確；X的分解速率不變；X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越長，B項錯誤。 答案C,3.(2018安徽省示范高中第一次聯(lián)考)外界其他條件相同，不同pH條件下

10、，用濃度傳感器測得反應2AB=3D中產(chǎn)物D的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖。則下列有關(guān)說法正確的是(),A.pH8.8時，升高溫度，反應速率不變 B.保持外界條件不變，反應一段時間后，pH越小，D的濃度越大 C.為了實驗取樣，可以采用調(diào)節(jié)pH的方法迅速停止反應 D.減小外界壓強，反應速率一定減小 解析pH8.8時，升高溫度，反應速率一定增大，故A錯誤；保持外界條件不變，反應一段時間后，pH7.5和pH8.2時，有可能D的濃度相同，故B錯誤；當pH8.8時，c(D)基本不變，反應速率接近于0，說明反應停止，故C正確；沒有氣體參加的反應，減小壓強對反應速率幾乎沒有影響，故D錯誤。 答案C,【易錯警示】

11、有關(guān)化學反應速率的兩大易錯點 1.錯誤地認為只要增大壓強，化學反應速率一定增大。,實際上反應在密閉固定容積的容器中進行，若充入氦氣(或不參與反應的氣體)，壓強增大，但參與反應的各物質(zhì)的濃度不變，反應速率不變；若反應在密閉容積可變的容器中進行，充入氦氣(或不參與反應的氣體)而保持壓強不變，相當于參與反應的各物質(zhì)的濃度減小，反應速率減小。,2.不能正確區(qū)分外界條件對可逆反應的正、逆反應速率的影響趨勢。,如對H0的反應，升高溫度，平衡逆向移動，正、逆反應速率都增大，并不是只增大逆反應速率，只是逆反應速率增大的程度大于正反應速率；工業(yè)合成氨中，移出部分氨氣(平衡右移)，在移出氨氣時刻，正反應速率瞬間不

12、變，逆反應速率減小。,B組考試能力過關(guān),4.(全國卷節(jié)選)COCl2的分解反應為COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。反應體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線未示出)：,(1)比較第2 min反應溫度T(2)與第8 min反應溫度T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”“”或“”)。 (2)比較產(chǎn)物CO在23 min、56 min和1213 min時平均反應速率平均反應速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_。 (3)比較反應物COCl2在56 min和1516 min

13、時平均反應速率的大?。簐(56) _v(1516)(填“”“”或“”)，原因是_ _。,解析(1)2 min和8 min時反應都處于平衡狀態(tài)，在4 min時生成物濃度都增大，反應物濃度減小，則改變的條件是升高溫度，故T(2)T(8)。 (2)分析圖像表示的意義，根據(jù)圖像可得出平均反應速率為v(56)v(23)v(1213)。 (3)分析圖像可知反應在56 min和1516 min時，反應溫度相同，因為在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，故v(56)v(1516)。 答案(1)(2)v(56)v(23)v(1213) (3)在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大,5.

14、2018江蘇化學，20(4)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。,NH3與NO2生成N2的反應中，當生成1 mol N2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_mol。 將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應(裝置如圖1)。,反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖2所示，在50250 范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是_ _； 當反應溫度高于380 時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_。,考點三工業(yè)合成氨 (頻數(shù)：難度：),工業(yè)合成氨條件的選擇是對化學反應速率、化學反應限度的綜合應用，在現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)中

15、既要考慮理論指導又要考慮生產(chǎn)工藝的限制。,1.反應特點,N2（g）3H2（g） 2NH3（g）H 0S 0,2.合成氨適宜條件的選擇,（1）溫度以_左右為宜； （2）壓強大致可分為_（1107 Pa）、 _（2107Pa3107Pa）和_ （8.5107Pa1108 Pa）三種類型； （3）用_做催化劑； （4）按N2與H2的物質(zhì)的量之比為_投料并及時分離出_ 。,700 K,低壓,中壓,高壓,鐵觸媒,12.8,NH3,3.合成氨工業(yè)的簡要過程,速查速測,1.（易混點排查）對于合成氨反應，達到平衡后，判斷以下分析正誤,（1）升高溫度，對正反應的反應速率影響更大（） （2）增大壓強，對正反應的反

16、應速率影響更大（） （3）減小反應物濃度，對逆反應的反應速率影響更大（） （4）加入催化劑，對逆反應的反應速率影響更大（）,答案（1）（2）（3）（4）,2.（LK選修4P701改編）合成氨時既要使合成氨的產(chǎn)率增大，又要使反應速率加快，可采用的辦法是。,減壓加壓升溫降溫及時從平衡混合氣中分離出NH3補充N2或H2加催化劑減小N2或H2的量 答案,A組基礎(chǔ)知識鞏固,1.合成氨反應達到平衡時，NH3的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖分析合成氨工業(yè)最有前途的研究方向是（）,A.提高分離技術(shù) B.研制耐高壓的合成塔 C.研制低溫催化劑 D.探索不用N2和H2合成氨的新途徑 解析由題圖可知，

17、NH3的體積分數(shù)隨著溫度的升高而顯著下降，故要提高NH3的體積分數(shù)，必須降低溫度，但目前所用催化劑鐵觸媒的活性最高時的溫度為700 K，故最有前途的研究方向為研制低溫催化劑。 答案C,2.（2018山東濟寧中學模擬）一定條件下，在容積固定的某密閉容器中發(fā)生反應N23H2 2NH3。在10 s內(nèi)N2的濃度由5 mol/L降至4 mol/L，下列說法正確的是（）,A.用NH3表示的化學反應速率為0.1 mol/（Ls） B.使用合適的催化劑，可以加快該反應的速率 C.增加H2的濃度或降低溫度都會加快該反應的速率 D.反應足夠長時間，N2、H2中至少有一種物質(zhì)濃度降為零,解析根據(jù)題意v（N2）0.1

18、 mol/（Ls），則v（NH3）0.2 mol/（Ls），A項錯誤；使用合適催化劑能加快合成氨的反應速率，B項正確；降低溫度，反應速率減慢，C項錯誤；N2、H2合成氨的反應為可逆反應，延長反應時間不能改變平衡狀態(tài)，N2、H2的濃度不可能降為0，D項錯誤。 答案B,3.合成氨反應的正反應是氣體體積減小的放熱反應。合成氨工業(yè)的生產(chǎn)流程如下：,關(guān)于合成氨工業(yè)的說法中不正確的是（） A.混合氣體進行循環(huán)利用遵循綠色化學思想 B.合成氨反應須在低溫下進行 C.對原料氣進行壓縮是為了增大原料氣的轉(zhuǎn)化率 D.使用催化劑可以提高反應的速率，但是不能使平衡向正反應方向移動,解析低溫雖然有利于平衡正向移動，但低溫會導致反應速率降低，不利于提高生產(chǎn)效率，答案選B。,B,4.工業(yè)合成氨