人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控优秀课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控优秀课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了知识回顾，催化剂，影响平衡的因素，制尿素，制纯碱，制硝酸，制冷剂，合成氨的应用，思考探究，3便宜等内容，欢迎下载使用。

1、影响反应速率的因素
合成氨工业是关系我国国民经济的重要行业，是我国化肥工业的基础，也是传统煤化工的重要组成部分。氨是重要的化工原料，主要用于制造氮肥、硝酸、丁腈橡胶等；氨在冶金、机械加工、电子、造纸等行业用途广泛。
向空气要面包 —合成氨中的化学问题
工业生产中应该考虑那些问题呢？
1、合成氨反应的特点合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·ml－1， ΔS＝－198.2 J·ml－1·K－1
(1)可逆性：反应为 反应。(2)体积变化（熵变）：ΔS 0，正反应是气体体积 的反应。(3)焓变：ΔH 0，是放热反应。(4)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS 0， 自发进行
一、合成氨反应的原理分析
工业合成氨时主要考虑的因素？
即提高平衡混合物里氨的含量——化学平衡问题
即提高单位时间里氨的产量——化学反应速率问题
降低成本，提高原料利用率。
保护环境，对设备的要求。
在实际工业生产过程中如何选择反应的条件？
2、工业合成氨生产条件的选择
增大反应物浓度、及时分离生成物
（1）合成氨反应原理分析 以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量
（2）合成氨反应的数据分析
温度升高，氨的含量降低，产率减小，但反应速率快。
压强增大，氨的含量提高，产率增加，反应速率也快。
3、合成氨反应条件的控制
但是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
压强越大，速率、转化率都大
低温能提高平衡转化率，但速率慢，到达平衡时间长，经济效益差
高温温能提高速率，但转化率小，且催化剂在500 ℃时活性最大
目前，一般采用的温度为400 ~ 500 ℃
催化剂，改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。
弗里茨·哈伯：锇或用铀—碳化铀作催化剂
锇：效果好，但储量极少且锇蒸汽有剧毒。铀：价格昂贵 ，性质过于敏感
卡尔 ·博施：寻找廉价、安全、稳定的催化剂。
6500次试验，2500种不同配方，最终选用活化温度700K左右的含铅镁促进剂的铁触媒。
2007年诺贝尔化学奖——证实了氢气与氮气在铁催化剂表面合成氨的反应过程
图2：催化剂不同温度下的催化能力
②混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化
①催化剂铁触媒在500 ℃左右时的活性最大
①从化学平衡的角度分析，在氮气和氢气的物质的量比为1：3时，平衡转化率最大，但是实验测得适当提高N2的浓度，即N2和H2的物质的量比为1：2.8时，更能促进氨的合成。
②不断地补充反应物或者及时的分离生成物有利于工业生产
a、迅速冷却氨气成液态并及时分离
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。
在温度与压强的最佳条件下，平衡混合物中氨的含量仍不高
小结：合成氨常用的生产条件：
使用催化剂温度：400~500 ℃ 压强: 10 MPa~30 MPa将氨及时分离出来，原料气循环使用
（1）参加反应的物质的组成、结构和性质等本身因素；
1、影响化学反应进行的因素
（2）温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。
（1）含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。（2）考虑实际因素 a.结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件。 b.根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。
(1)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。 (　　)(2)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。 (　　)(3)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。 (　　)(4)充入的N2越多越有利于NH3的合成。( )(5)恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成。( )(6)工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行。( )
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．在合成氨时，要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有（ ）①增大体积使压强减小 ②减小体积使压强增大 ③升高温度 ④降低温度 ⑤恒温恒容，再充入N2和H2 ⑥恒温恒压，再充入N2和H2 ⑦及时分离产生的NH3 ⑧使用催化剂2．有平衡体系:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH<0。为了增加甲醇(CH3OH)的产量,应采取的正确措施是(　　)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
3.下列事实能用勒夏特列原理解释的是(　　)A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨B．由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应D．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应4.合成氨厂所需H2可由焦炭与水反应制得,其中有一步反应为:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH<0,欲提高CO的转化率,可采用的方法是( )①降低温度 ②减小压强 ③使用催化剂 ④升高温度⑤增大水蒸气浓度A.①②③ B.④⑤ C.①⑤ D.②⑤
（1）从理论上分析，为了使SO2尽可能多转化为SO3，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，通入过量空气，原因是__________（5）尾气中的SO2必须回收，原因是__________
5.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) △H＝－196.6kJ/ml。 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。
答案：(1)低温、高压。(2)该反应是放热反应，升高温度，转化率降低； 此温度下催化剂的活性最高。(3)0.1 MPa(常压)下SO2的转化率已经很高，若采用较大的压强，不仅SO2的转化率提高很少，且需要更大动力，对设备的要求更高，增加成本。(4)增大O2浓度，提高SO2的转化率。(5)SO2有毒，防止污染环境。