选择性必修1第四节 化学反应的调控教学ppt课件

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合成氨反应条件的原理分析2．反应特点【答案】可逆　减小　＜
3．影响因素(1)增大合成氨反应速率的措施：______温度、________压强、________反应物浓度、____________等。(2)提高平衡混合气体中氨的含量措施：________温度、________压强、______反应物浓度等。
实际合成氨工业中选择的生产条件1．压强我国的合成氨厂一般采用的压强为_________________。 2．温度一般采用的温度为____________。3．催化剂合成氨工业普遍使用的是以________为主体的多成分催化剂，又称____________。
10 MPa～30 MPa　
(1)合成氨时压强越大越好，为何不采用比30 MPa更大的压强？(2)合成氨采用低温时可提高转化率，但为何未采用更低的温度？(3)合成氨工业采用迅速冷却法，使气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去的目的是什么？【答案】(1)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。(2)温度太低，反应速率太小，达到平衡所需的时间变长，不经济。另外，合成氨所需的催化剂铁触媒在500 ℃左右活性最大。(3)使化学平衡向生成氨的方向移动。
正误判断。(对的画“√”，错的画“×”)(1)合成氨反应在高温下能自发进行。(　　)(2)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。(　　)(3)合成氨反应中，压强越大越利于增大反应速率和平衡正向移动。(　　)(4)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
任务　工业上选择适宜生产条件的原则
(2020·山东泰安一中月考)有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　)A．增大H2的浓度，可提高H2的转化率B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中会循环使用，所以总体来说氨的产率比较高C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动D．合成氨厂采用的压强是10 MPa～30 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大
【答案】B　【解析】A项，增大H2的浓度，H2的转化率减小；C项，温度控制在400～500 ℃主要是为了兼顾速率与平衡，且500 ℃时催化剂活性最大；D项，压强采用10 MPa～30 MPa主要是考虑对设备材料的要求。
(　　)A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3B．该反应达到平衡后，反应就完全停止了，即正、逆反应速率均为零C．在达到平衡的体系中，充入由18O原子组成的O2后，SO2中18O含量减少，SO3中18O含量增多D．在工业合成SO3时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题【答案】D
A．高温，高压B．适宜温度，高压，催化剂C．低温，低压D．高温，高压，催化剂【答案】B　【解析】该反应是一个气体体积减小的放热反应，为增加甲醇的产量，需使平衡正向移动，理论上可采用低温、高压的方式，但在实际生产中还需考虑反应速率、设备承受的压力及催化剂的活性等因素的影响。
1．工业上合成氨一般采用400～500 ℃的温度，其原因是(　　)①适当提高氨的合成速率　②提高H2的转化率　③提高氨的产率　④催化剂在500 ℃左右活性最大A．只有①　　　B．①②C．②③④　　D．①④【答案】D
2．利用原料气在合成塔中合成NH3，为提高N2的转化率所采取的措施是(　　)A．高温　　B．适当高压C．使用催化剂　　D．增大N2的浓度【答案】B
3．NH3是一种重要的工业原料。下列关于合成氨的说法中，不正确的是(　　)A．工艺涉及催化技术B．工艺涉及高温高压技术C．原料之一的氮气来自空气D．从合成塔出来的气体中，氨的体积分数为100%【答案】D
(　　)A．加催化剂，v(正)、v(逆)都发生变化且变化的倍数相等B．加压，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数
C．降温，v(正)、v(逆)都减小，且v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数D．等容条件下加入氩气，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数【答案】D　【解析】等容条件下加入氩气，反应物和生成物浓度均不变，则v(正)、v(逆)均不发生变化，且v(正)＝v(逆)。
5．在合成氨工业中，要使氨的产率增大，同时又能提高化学反应速率，可采取的措施有(　　)①增大容器体积使压强减小　②减小容器体积使压强增大　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容，再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用催化剂A．②④⑤⑥⑦　　B．②③④⑤⑦⑧C．②⑤　　D．①②③⑤⑧【答案】C　
【解析】从反应速率的角度分析，①④⑦均使化学反应速率降低，②③⑤⑧均使化学反应速率升高，⑥不影响化学反应速率。从平衡移动的角度分析，②⑤使化学平衡向右移动，使氨的产率增大，⑧不影响化学平衡，③使化学平衡向左移动。
(1)合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是__________(填序号)。A．采用较高压强(20～50 MPa)B．采用500 ℃的高温C．用铁触媒作催化剂D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
(2)合成氨工业中采用了较高压强(20～50 MPa)，而没有采用100 MPa或者更大压强，试解释这么做的理由：___________________。(3)在容积均为2 L(容器体积不可变)的甲、乙两个容器中，分别加入2 ml N2、6 ml H2和1 ml N2、3 ml H2，在相同温度、催化剂下使其反应。最终达到平衡后，两容器N2转化率分别为α甲、α乙，则甲容器中平衡常数为__________________(用含α甲的代数式表示)，此时α甲______α乙(填“>”“<”或“＝”)。
【答案】(1)BC(2)采用更大压强会要求使用能承受更大压强的设备，从而增加生产成本(其他合理答案也可)
初始浓度/ml·L－1　　　1　 　 　3　　 　0转化浓度/ml·L－1　　　α甲　 　3α甲　　　 2α甲平衡浓度/ml·L－1　　　1－α甲　　3－3α甲　　　 2α甲甲与乙相比，相当于在乙平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，即甲容器中的平衡正向移动的程度更大，所以α甲>α乙。
7．合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图所示。(1)X的化学式为________。(2)图中条件选定的主要原因是_____(填字母编号)。A．温度、压强对化学平衡的影响B．铁触媒在该温度时活性大C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
(3)改变反应条件，会使平衡发生移动。如图表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是________，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是________(填字母编号)。【答案】(1)NH3　(2)BC　(3)c　a