人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控教学演示课件ppt

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氮短缺事关人类的存亡，某一天将会有一位化学家寻找出一种方法，将成对的氮原子间三键打破，制出一种能为植物吸收的氮的化合物。——威廉∙克鲁克斯先合成氨，再进一步将之转化为铵盐或者硝酸盐，变成了土壤可吸收的形式。最好的原料是空气，因为它其中富含氮元素。——卡尔 ·博施
调控外界条件:温度、浓度、压强、催化剂
1903年：哈伯发现在常温的条件下，氮、氢难以生成氨，在高温的条件下，氨太易于分解。在1000摄氏度时，合成氨只占到混合气体的0.01，根本没有意义。
升高温度对反应有什么影响？
合成氨反应的平衡常数随温度的变化
温度不宜过高也不宜过低
温度的选择：快与少、慢与多的权衡
1908年：哈伯成功地设计出一套精密的高压装置。罗塞格尔和他实验室的机械师们一起创造了新的阀门，将哈伯的设计变成了现实。
增大压强对反应有什么影响？
压强的选择—成本与效益的博弈
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,这会加大生产投资,可能降低综合经济效益。
压强不宜过高也不宜过低
合成氨仍然存在的问题？
铀价格昂贵 ，性质过于敏感
效果好，原料易得，性质稳定
2007 年 Ertl 证实了 N2与 H2在催化剂表面合成氨的反应历程如图所示。
扩散→吸附→表面反应→脱附→扩散。
“合成氨”里的中国人：2016年中科院大连化学物理研究所研究团队研制合成了一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到了350 ℃、1 MPa 。
加入含铅镁的铁做催化剂
已知：合成氨的催化剂在500℃左右时活性最大
不同条件下，合成氨反应达到化学平衡时反应混合物中氨的含量（体积分数）
还有什么办法可以提高氨的产率？
将氨气及时从气态混合物中分离出去
10MPa～30MPa
原料气循环利用 及时分离出氨气
在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml-1。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。
（1）从理论分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是 。（2）在实际生产中，选定的温度为400～500℃，原因是 。（3）在实际生产中，采用的压强为常压，原因是 。（4）在实际生产中，通入过量的空气，原因是 。
（5）工业上采用接触法制备硫酸，V2O5做催化剂，有人提出如下反应历程：
（6）尾气中的SO2必须回收，原因是 。
1.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列所示是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是
A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.②③④
2.据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，下列叙述错误的是A.使用Cu­-Zn­-Fe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率