2025版新教材高中化学第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应的调控学案新人教版选择性必修第一册.docxVIP

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第四节化学反应的调控

课标解读

课标要求

素养要求

1.驾驭如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的相宜条件。

2.初步驾驭应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法。

1.变更观念与平衡思想：驾驭如何应用化学反应速率和化学平衡分析合成氨的相宜条件，体会应用化学原理分析化工生产条件的思路和方法。

2.科学看法与社会责任：相识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要应用，探究最相宜的化工生产条件。

自主学习·必备学问

学问点以合成氨为例探讨化学反应的调控

1.合成氨反应条件的原理分析

（1）反应原理：N2

（2）反应特点：

①可逆②减小

想一想1依据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率和化学平衡的因素分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。

条件

提高反应速率

提高平衡转化率

压强

a.增大压强

b.增大压强

温度

上升温度

c.降低温度

催化剂

运用

无影响

浓度

d.增大反应物浓度

增大反应物浓度，降低生成物浓度

2.实际合成氨工业中选择的生产条件

合成氨温度、压强与氨的含量关系如下表：

温度/

氨的含量/%

0.1?

10?

20?

30?

60?

100?

200

15.3

81.5

86.4

89.9

95.4

98.8

300

2.20

52.0

64.2

71.0

84.2

92.6

400

0.40

25.1

38.2

47.0

65.2

79.8

500

0.10

10.6

19.1

26.4

42.2

57.5

600

0.05

4.50

9.10

13.8

23.1

31.4

（1）压强：理论和试验数据的分析均表明，合成氨时压强增大可以同时提高反应速率和转化率。但是，压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资并可能降低综合经济效益。一般采纳的压强为10?MPa

（2）温度：温度上升有利于提高反应速率，温度降低有利于提高反应转化率。因此，须要选择一个相宜的温度，一般采纳的温度为400～500?℃

（3）催化剂：加入催化剂可以加快反应速率，对化学平衡无影响，一般选择铁触媒作为合成氨工业的催化剂。该催化剂在500?℃左右时活性最大，这也是温度选择的缘由之一。另外，为了防止杂质使催化剂“中毒”，原料气必需

（4）浓度：为提高平衡转化率，工业上实行快速冷却的方法，使氨气变成液氨后刚好分别，分别后的原料气循环运用，并刚好补充氢气和氮气，使反应物保持肯定的浓度。

想一想2合成氨工业采纳快速冷却法，使气态氨变为液氨后刚好从混合物中分别出去的目的是什么？

答案：使化学平衡向生成氨的方向移动。

3.化学反应的调控

影响化学反应进行的因素有两个：参与反应的物质本身因素（组成、结构、性质等）和外部条件（温度、压强、浓度、催化剂等）。化学反应的调控，就是通过变更反应条件使一个可能发生的反应依据某一方向进行。在实际生产中，要综合考虑③化学反应速率和④化学平衡的因素，找寻相宜的生产条件。

判一判

1.在合成氨的实际生产中，温度越低、压强越大越好(×)

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变更，因此催化剂没有参与反应(×)

4.其他条件不变时，增大反应物的浓度，削减生成物的浓度，可以提高氨气的产率(√)

5.合成氨中在提高反应速率和原料的转化率上对温度的要求是一样的(×)

互动探究·关键实力

探究点合成氨工业生产条件的选择

学问深化

1.合成氨生产流程示意图

2.工业合成氨的相宜条件

外部条件

工业合成氨的相宜条件

压强

10?

温度

400～500?

催化剂

运用铁触媒作催化剂

浓度

氨刚好从混合气中分别出去，分别后的原料气循环运用，刚好补充N2和

3.工业生产中选择相宜生产条件的原则

外界条件

有利于增大反应速率的条件限制

有利于平衡正向移动的条件限制

综合分析结果

浓度

增大反应物的浓度

增大反应物的浓度、减小生成物的浓度

不断地补充反应物、刚好地分别诞生成物

催化剂

加合适的催化剂

不须要

加合适的催化剂

温度

高温

Δ

低温

兼顾速率和平衡，考虑催化剂的相宜温度

Δ

高温

在设备条件允许的前提下，尽量实行高温并考虑催化剂的活性

压强

高压（有气体参与）

反应后气体体积减小的反应

高压

在设备条件允许的前提下，尽量实行高压

反应后气体体积增大的反应

低压

兼顾速率和平衡，选取相宜的压强