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《2.4.1合成氨反应的限度和速率》精品学案

1.通过对合成氨反应特点的分析，了解提高合成氨反应限度的措施。

2.能够利用学过知识和所给信息，通过交流研讨，了解提高合成氨反应速率的措施。

提高合成氨反应限度和速率的措施

1.影响化学反应速率的因素有哪些？如何影响的？

2.影响化学反应限度的因素有哪些？如何影响的？

【材料阅读】

合成氨的发明者——天使与魔鬼的化身

弗里茨·哈伯（FritzHaber，1868年12月9日～1934年1月29日），德国化学家，出生在德国西里西亚布雷斯劳（现为波兰的弗罗茨瓦夫）的一个犹太人家庭。1909年，成为第一个从空气中制造出氨的科学家，使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展，因此获得1918年瑞典科学院诺贝尔化学奖。一战中，哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气，并使用于战争之中，造成近百万人伤亡，遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责。

【思考】合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。要实现合成氨的工业化生产，须从哪些方面选择合成氨的反应条件？

一．合成氨反应的限度

【交流研讨】根据教材所给信息，请与同学们交流研讨∶

根据反应的焓变和熵变分析298K下氨的合成反应能否正向自发进行。

利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。

结论：

1.氨合成反应是在298K时能的放热反应，且为气体的物质的量减小的熵反应。

2.有利于提高合成氨反应限度的方法有：、、。

二．合成氨反应的速率

【交流研讨】1.可以通过控制哪些反应条件来提高氨的合成反应的速率?

2.实验研究表明，在特定条件下，氨的合成反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为∶v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)。根据该关系式分析∶各物质的浓度对反应速率有哪些影响?可以采取哪些措施来提高反应速率?

3.根据表2-4-1所给数据分析催化剂对氨的合成反应速率的影响。

结论：

1.提高合成氨反应速率的措施：、、。

2.各物质浓度对反应速率的影响：氨的合成反应的速率与浓度的1次方成正比，与浓度的1.5次方成正比，与浓度的1次方成反比。将从混合气中分离出去，可以提高合成氨的反应速率。

3.催化剂对合成氨反应速率的影响：使用催化剂可以使合成氨反应的速率上万亿倍。

【课堂小结】

1.提高合成氨反应限度的措施：

2.提高合成氨反应速度的措施：

1．在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是()

A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响

B．都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间

C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响

D．使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果

2．利用原料气在合成塔中合成氨时，为提高N2的转化率所采取的措施是()

A．高温 B．高压

C．使用催化剂 D．增大N2的浓度

3．在合成氨时，既要使氨的产率增大，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，再充入等量的N2和H2⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2⑦使用合适的催化剂

A．①④⑤ B．②③④⑦

C．②⑤ D．②③⑤⑥⑦

4．在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的浓度关系为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，下列条件不能加快反应速率的是()

A．加入催化剂 B．增大H2的浓度

C．升高温度 D．增大NH3的浓度

5．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0，达到平衡后，下列选项中采用的三种方法都能使氢气的转化率增大的是()

A．升高温度、降低压强、增加氮气

B．降低温度、增大压强、加入催化剂

C．升高温度、增大压强、增加氮气

D．降低温度、增大压强、分离出部分氨气

6．在N2＋3H22NH3反应中，使用催化剂主要是为了()

A．提高反