高中第四节 化学反应的调控教学课件ppt

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1.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。2.知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。3.能针对合成氨典型案例,从限度和速率等角度综合分析化学反应和化工生产条件的选择和优化。
一、合成氨反应的理论分析1.合成氨反应的反应特点。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 可逆 反应。(2)体积变化:正反应是气体体积 缩小 的反应。(3)焓变:ΔH < 0,熵变ΔS < 0。(4)自发性:常温(298 K)下,ΔH-TΔS < 0,能自发进行。
2.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较。
3.在一定温度和压强下,反应物N2和H2的物质的量之比为　1∶3　时平衡混合气中氨的含量最高。为提高原料的利用率,可将未转化的N2和H2分离后循环使用。 
微判断 1(1)合成氨反应的正反应放热,降低温度有利于反应正向进行,所以温度越低越好。(　　)(2)合成氨反应中使用催化剂可增大反应速率,提高单位时间内氨的产率。(　　)(3)采取最合适的生产条件,可使合成氨反应中原料的转化率达到100%。(　　)(4)合成氨工业将分离氨后的原料气循环使用可提高原料的利用率。(　　)
二、工业合成氨的适宜条件的选择1.选择原则。(1)尽量增大反应物的　转化率　,充分利用原料;(2)选择较快的　化学反应速率　,提高单位时间内的产量; (3)考虑设备的要求和技术条件。
2.工业合成氨反应的适宜条件。(1)压强。①适宜条件:　10 MPa~30 MPa　。 ②理论依据:压强越大,需要的动力　越大　,对材料的强度和设备的制造要求就越高,这会大大增加生产投资,降低综合经济效益。 
(2)温度。①适宜条件:　400~500 ℃　。 ②理论依据:该温度下催化剂的活性　最强　,反应速率比较大,氨的含量也相对较高。 
(3)催化剂。适宜条件:以　铁　为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。 (4)浓度。①适宜条件:采用迅速冷却的方法,使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去;原料气循环使用,及时补充N2和H2。②理论依据:减小生成物浓度,提高反应物的转化率。
三、化学反应的调控影响化学反应进行的因素有两个方面,一是参加反应的物质的　组成、结构和性质　等本身因素,二是　温度、压强、浓度、催化剂　等反应条件。化学反应的调控,就是通过改变　反应条件　使一个可能发生的反应按照某一方向进行,综合考虑影响　化学反应速率　和　化学平衡　的因素。 
微判断2(1)在合成氨中,为增加H2的转化率,充入的N2越多越好。(　　)(2)工业合成氨的反应是ΔH