化学反应调控 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptxVIP

第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应的调控

合成氨难不难呢？如果你是当时的工程师，如何设计合成氨的条件呢？可以从哪些角度分析？

一、合成氨反应条件与原理分析1、反应原理和特点N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1可逆反应正反应是气体体积减小的反应ΔH0、ΔS0

2、原理分析对合成氨反应的影响影响因素浓度温度压强催化剂增大合成氨的反应速率提高平衡混合物中氨的含量增大反应物浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度升高温度降低温度增大压强增大压强使用催化剂无影响一、合成氨反应条件与原理分析N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH＜0

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)温度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.1013.823.131.4一、合成氨反应条件与原理分析3、数据分析

一、合成氨反应条件与原理分析3、实验数据分析N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH＜0根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1:3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是温度、压强、增大反应物浓度及使用催化剂；提高平衡混合物中氨的含量的条件是温度、________压强、增大反应物浓度。二者在这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。升高增大降低增大温度

(1)工业合成氨的反应是ΔH0、ΔS0的反应，在任何温度下都可自发进行(2)在合成氨中，加入催化剂能提高原料的转化率(3)催化剂在合成氨中质量没有改变，因此催化剂没有参与反应(4)增大反应物的浓度，减少生成物的浓度，可以提高氨的产率(5)合成氨中在提高速率和原料的转化率上对温度的要求是一致的正误判断×××√×

应用体验1.合成氨工业的主要反应为N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH0,在密闭容器中进行。下列说法正确的是A.其他条件不变，及时分离出NH3，会降低NH3的产率B.使用催化剂可使N2的转化率达到100%C.其他条件不变，增大压强不仅能提高反应物的转化率，还能缩短到达平衡的时间D.其他条件不变，温度越高，氨气的产率越高C

2.研究不同催化剂对2NH3N2＋3H2反应速率的影响。恒温、恒容时，c(NH3)(×10－3mol·L－1)随时间(min)的变化如下。tc(NH3)020406080催化剂Ⅰ2.402.001.601.200.80催化剂Ⅱ2.401.600.800.400.40下列说法不正确的是A.使用催化剂Ⅰ，0～20min平均反应速率v(N2)＝1.00×10－5mol·L－1·min－1B.使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的C.相同条件下，使用催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的反应热相同D.相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大D

合成氨反应条件的选择原则二、实际工业合成氨的适宜条件工业生产中，必须从和两个角度选择合成氨的适宜条件。(1)尽量增大反应物的，充分利用原料。(2)选择较快的，提高单位时间内的产量。(3)考虑设备的要求和技术条件等。反应速率反应限度转化率化学反应速率

【原理分析】压强越大越好【实际选用】目前，我国合成氨厂一般采用的压强为MPa。10～30【理由】压强越大，对设备要求越高，增加成本，降低综合经济效益。1.压强二、实际工业合成氨的适宜条件N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)

【原理分析】温度越低转化率越高但反应速率越慢，达到平衡所需时间变长，不经济【实际选用】2.温度目前，实际生产一般采用的温度为℃400~500二、实际工业合成氨的适宜条件铁触媒在500℃左右时的活性最大N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)

【原理分析】加催化剂可改变反应历程，加快反应速率【