第12講化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控-【暑假自學(xué)課】2022年新高二化學(xué)暑假精品課（人教版選修4）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

課前導(dǎo)入一、合成氨反應(yīng)的原理分析工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究根據(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(qǐng)?zhí)钊胂卤怼?/span>對(duì)合成氨反應(yīng)的影響影響因素濃度溫度壓強(qiáng)催化劑增大合成氨的反應(yīng)速率提高平衡混合物中氨的含量二、合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)分析下表的實(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)。楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究溫度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.113.823.131.4 思考與交流：合成氨的反應(yīng)，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？思考與交流：綜合上述兩個(gè)方面，分析增大合成氨的反應(yīng)速率與提高平衡混合物中氨的含量所應(yīng)采取的措施是否一致。在實(shí)際生產(chǎn)中到底選擇哪些適宜的條件呢? 楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究三、調(diào)控化學(xué)反應(yīng)需考慮的問(wèn)題1．反應(yīng)限度：要考慮盡量增大反應(yīng)物的__________，充分利用原料。2．反應(yīng)速率：要選擇較快的____________，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。3．生產(chǎn)要求：要考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件。楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究四、合成氨反應(yīng)的條件調(diào)控條件選擇原因解釋向反應(yīng)器中注入過(guò)量N2 將氨液化，并移去液氨在高壓下進(jìn)行反應(yīng) 在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng) 采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span> 思考與交流命題點(diǎn)一：合成氨的條件調(diào)控【例1】在合成氨工業(yè)中，為增加NH3的日產(chǎn)量，下列操作與平衡移動(dòng)無(wú)關(guān)的是（）A．不斷將氨分離出來(lái)B．使用催化劑C．采用500 ℃左右的高溫而不是700 ℃的高溫D．采用2×107～5×107 Pa的壓強(qiáng)楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究【變1-1】關(guān)于合成氨工業(yè)的下列說(shuō)法正確的是（）A．從合成塔出來(lái)的氣體，其中氨氣一般占15%，所以生產(chǎn)氨的工業(yè)效率都很低B．由于易液化，、可循環(huán)使用，則總的說(shuō)來(lái)，氨的產(chǎn)率很高C．合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在400~500℃左右，目的是使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行D．合成氨工業(yè)采用，是因?yàn)樵摋l件下催化劑的活性最好【變1-2】下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述，可用勒夏特列原理來(lái)解釋的是A．使用鐵觸媒，使和混合氣體有利于合成氨B．高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究C．700K左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D．合成氨時(shí)采用循環(huán)操作，可提高原料的利用率【例2】合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)工業(yè)和國(guó)防工業(yè)具有重要意義。工業(yè)合成氨生產(chǎn)示意圖如圖所示。(1)X的化學(xué)式為________。(2)圖中條件選定的主要原因是________(填字母編號(hào))。A．溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究B．鐵觸媒在該溫度時(shí)活性大C．工業(yè)生產(chǎn)受動(dòng)力、材料、設(shè)備等條件的限制(3)改變反應(yīng)條件，會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。如圖表示隨條件改變，氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)。當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是__________，當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是________(填字母編號(hào))。【例3】下表所列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在不同溫度和壓強(qiáng)下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，混合物中的含量（體積分?jǐn)?shù)）的變化情況[投料比0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4（1）比較200℃和300℃時(shí)的數(shù)據(jù)，可判斷出升高溫度，平衡向_____（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)，合成氨的正反應(yīng)為_________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）根據(jù)平衡移動(dòng)原理，合成氨的適宜條件是_________（填序號(hào)）A 高溫、高壓 B 高溫、低壓 C 低溫、高壓 D 低溫、低壓楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究（3）500℃、時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為__________。（4）工業(yè)中實(shí)際生產(chǎn)氨時(shí)，考慮到濃度對(duì)化學(xué)平衡及反應(yīng)速率的影響，常采取的措施有：__________。命題點(diǎn)二：化學(xué)反應(yīng)的條件調(diào)控楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究【例4】下列生活和生產(chǎn)中的做法或事實(shí)，與調(diào)控反應(yīng)速率無(wú)關(guān)的是（）A．牛奶放在冰箱中冷藏B．使用加酶洗衣粉洗滌衣物C．汽車的橡膠輪胎中要添加抑制劑D．工業(yè)合成氨時(shí)，及時(shí)將氨氣液化分離【例5】是工業(yè)上制硝酸的重要反應(yīng)，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．使用催化劑可以加快反應(yīng)速率B．增大壓強(qiáng)可以加快反應(yīng)速率楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究C．達(dá)到平衡時(shí)，V(正)＝V(逆)D．增大O2的濃度可以使NH3全部轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NO 【練1】不符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實(shí)際的是A．鐵觸媒作催化劑 B．N2、H2循環(huán)使用C．NH3液化分離 D．反應(yīng)在常壓下進(jìn)行【練2】在一定條件下，對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：N2＋3H22NH3，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．當(dāng)?shù)獨(dú)夂蜌錃馔读媳?/span>(物質(zhì)的量之比)為1∶3時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)氨的體積分?jǐn)?shù)最大B．增加鐵觸媒的接觸面積，不可能提高合成氨工廠的年產(chǎn)量楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究C．達(dá)到平衡時(shí)，氫氣和氨氣的濃度比一定為3∶2D．分別用氮?dú)夂蜌錃鈦?lái)表示該反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率時(shí)，數(shù)值大小一定相同【練3】在氮及其化合物的化工生產(chǎn)中，對(duì)有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)原理進(jìn)行研究有著重要意義。(1)t℃時(shí)，關(guān)于N2、NH3的兩個(gè)反應(yīng)的信息如下表所示：化學(xué)反應(yīng)正反應(yīng)活化能逆反應(yīng)活化能t℃時(shí)平衡常數(shù)N2(g)+O2(g)=2NO(g) ?H＞0akJ?mol-1bJ?mol-1K14NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ?H＜0eJ?mol-1dJ?mol-1K2請(qǐng)寫出t℃時(shí)NH3被NO氧化生成無(wú)毒氣體的熱化學(xué)方程式_______(反應(yīng)熱用a、b、e、d代數(shù)式表示)。t℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______(用K1和K2表示)。請(qǐng)解釋該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行_______。(2)一定溫度下，將2molN2和6molH2置于1L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H＜0。測(cè)得不同條件、不同時(shí)間段內(nèi)合成氨反應(yīng)中N2的轉(zhuǎn)化率，數(shù)據(jù)如下：1小時(shí)2小時(shí)3小時(shí)4小時(shí)T130%50%80%80%T235%60%ab①上表中T1_______T2(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小關(guān)系是_______(用含“＞”“＜”或“=”的關(guān)系式表示)。②研究表明，合成氨的速率與相關(guān)物質(zhì)的濃度關(guān)系為v=，k為速率常數(shù)。以下說(shuō)法正確的是_______(填字母)A．升高溫度，k值增大B．T2℃時(shí)若容器內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為17且保持不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．將原容器中的NH3及時(shí)分離出來(lái)可使v增大楊sir化學(xué)，侵權(quán)必究D．合成氨達(dá)到平衡后，增大c(N2)可使正反應(yīng)速率在達(dá)到新平衡的過(guò)程中始終增大。③已知某溫度下該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)均為1mol，容器容積為1L，保持溫度和壓強(qiáng)不變，又充入3molN2后，平衡_______(填“向左移動(dòng)”“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。

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