高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向教学ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 化学反应的方向教学ppt课件，共17页。PPT课件主要包含了生成NH3，归纳总结，模型构建，学习评价，教材P49等内容，欢迎下载使用。

18世纪末，英国科学家克鲁克斯“先天下之忧而忧”，率先发出为了子孙后代免于饥饿“向空气要氮肥”的号召。
德国化学家哈伯被称为“向空气要面包”的人。
【问题1】工业上选择哪种方法进行固氮，你的理由是？
①氧化法：N2(g)+O2(g)==2NO(g)
△H=+180.5kJ/ml ; △S=+247.7J·ml-1·K-1
△H=-92.2kJ/ml; △S=-198.2J·ml-1 · K-1
常温下(298K)，K=5.0×108
【学习任务一】选择合适的工业反应
常温下(298K),K=3.8×10-31
常温下，△G>0，反应不能自发进行
常温下，△G<0，反应能自发进行
【学习任务二】寻找工业合成氨的适宜条件
【问题2】如果你是20世纪初的工程师，你如何为工厂设计合成氨的生产条件，结合我们所学的知识可以从哪些角度分析？
【学习任务二】寻找工业合成氨的适宜条件
【原理分析】根据合成氨反应特点，如何通过选择反应条件加快反应速率和提高平衡混合物中氨的含量。
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.2kJ/ml
【数据分析】表中的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1∶3)。分析表中数据，结合合成氨反应的特点，讨论应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量。
【结论】①升高温度，氨的含量 ；这与反应速率是 的。②增大压强，氨的含量 ；这与反应速率是 的。
①压强：合成氨时压强越大越好，但压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。
目前，我国的合成氨厂一般采用的压强为10～30MPa
【学习任务二】寻找工业合成氨的适宜条件
②温度：低温能提高平衡转化率，但会使化学反应速率 ，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。
目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500℃
③催化剂：即使在高温、高压下，合成氨反应仍然进行得十分缓慢。目前工业普遍使用铁触媒催化剂，改变反应历程，降低反应的 ，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。该催化剂在500 ℃左右时的活性最大。这也是合成氨反应一般选择400-500 ℃进行的重要原因。另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化
④浓度：a.采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使化学平衡向 的方向移动。b.将氨分离后的原料气循环使用，并及时补充氮气和氢气，使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应
合成氨适宜生产条件的选择原则(1)既要注意反应条件对反应影响的一致性，又要注意反应条件对反应影响的矛盾性。(2)既要注意温度、催化剂对反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。(3)既要注意理论上的需要，又要注意实际操作上的可能性。
如何为化工生产选择适宜的条件？
利用天然气合成尿素的工艺流程
我国合成氨工业已走过了五十多年的路程，从小到大从弱到强，从3000吨/年——5000吨/年到45万吨/年，从碳铵到尿素。根据中国氮肥协会统计2019年合成氨产量5864.1万吨/年，位居世界第一，其中88%用来生产化肥。
【学习任务三】了解中国合成氨发展
【课后调查】合成氨的发展前景
1、常温常压下直接合成氨，相较于热催化能耗更低。查阅资料了解电化学催化合成氨的技术发展。2、合成氨除了应用于化肥生产，还有什么用途？