高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率2.4化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化__工業(yè)合成氨課件魯科版選修

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1、第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨 目標(biāo)定位自我檢測(cè)學(xué)習(xí)探究知識(shí)回顧本節(jié)知識(shí)目錄 探 究 點(diǎn) 一 合 成 氨 反 應(yīng) 的 限 度 、 速率 探 究 點(diǎn) 二 合 成 氨 的 適 宜 條 件 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.能做到應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，選擇合成氨的適宜條件。2.體會(huì)應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。 學(xué) 習(xí) 重 難 點(diǎn) ：合成氨的適宜條件。 知識(shí)梳理溫故追本溯源推陳方可知新溫度越高，反應(yīng)速率越大 升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng) 壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大 增大壓強(qiáng)，平衡向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng) 正催化劑加快反應(yīng)速率；受溫度影響較大 催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影

2、響 反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越大 增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng) 正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。降低溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)，且N2、H 2體積比為1 3時(shí)平衡混合物中氨的含量最高。學(xué)習(xí)探究探 究 點(diǎn) 一 ：合成氨反應(yīng)的限度、速率 基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究2 利用化學(xué)平衡移動(dòng)的知識(shí)分析什么條件有利于氨的合成？答 案合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)有可逆反應(yīng)；常溫下能自發(fā)的反應(yīng)；正反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減?。?學(xué)習(xí)探究基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究使用催化劑 升高溫度增大壓強(qiáng)增大反應(yīng)物濃度N 2、H 2使用催化劑 3.利用條件對(duì)反應(yīng)速率的影響分析。 歸 納 總 結(jié)基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究使 NH 3生 產(chǎn) 得 快

3、和 使 NH 3生 產(chǎn) 得 多 的 條 件條件速率分析平衡分析壓強(qiáng)溫度催化劑反應(yīng)物的濃度高壓高壓高溫低溫使用無(wú)影響增大濃度增大濃度 活 學(xué) 活 用基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究D 基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究C 學(xué)習(xí)探究探 究 點(diǎn) 二 ：合成氨的適宜條件 基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究工業(yè)合成氨對(duì)各種外界條件選擇的理由1 壓強(qiáng)：高壓 理由： 合成氨反應(yīng)是正反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的氣體反應(yīng)，增大壓強(qiáng)既可以增大反應(yīng)速率，又能使平衡正向移動(dòng)，所以理論上壓強(qiáng)越大越好。但是壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備的要求越高、壓縮H 2和N2所需要的動(dòng)力越大，因此選擇壓強(qiáng)應(yīng)符合實(shí)際科學(xué)技術(shù)。2 溫度： 700K 理由： (1)因?yàn)檎磻?yīng)方向是放熱

4、的反應(yīng)，所以降低溫度有利于平衡正向移動(dòng)。 但是溫度越低，反應(yīng)速率越小，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間越長(zhǎng)，因此溫度也不宜太低。 (2)主要原因?yàn)榇呋瘎┰谠摐囟认禄钚宰畲蟆?學(xué)習(xí)探究基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究N2和H 2的物質(zhì)的量之比為1 2.8的投料比，氨及時(shí)從混合氣中分離出去3 濃度：增大反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率，減小生成物的濃度可以使平衡正向移動(dòng)。從化學(xué)平衡的角度分析，在氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量比為1 3時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率最大，但是實(shí)驗(yàn)測(cè)得適當(dāng)提高N2的濃度，即N2和H 2的物質(zhì)的量之比為1 2.8時(shí)，更能促進(jìn)氨的合成。實(shí)際生產(chǎn)中的處理方法：及時(shí)將氣態(tài)氨冷卻液化分離出去；及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用，使其保持

5、一定的濃度。理由：經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益要求化學(xué)反應(yīng)速率要快，原料的利用率要高，單位時(shí) 間的產(chǎn)量要高。實(shí)際生產(chǎn)中選用鐵為主體的多成分催化劑(鐵觸媒)，它在700K時(shí)活性最高。4 催化劑：使用鐵觸媒作催化劑理由： 歸 納 總 結(jié)基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究合 成 氨 的 適 宜 條 件外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強(qiáng)溫度催化劑濃度根據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來(lái)選擇壓強(qiáng)適宜溫度，700 K左右使用鐵觸媒作催化劑N 2和H 2的物質(zhì)的量比為12.8的投料比，氨及時(shí)從混合氣中分離出去 學(xué)習(xí)探究基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究合 成 氨 流 程 簡(jiǎn) 圖合 成 塔氨 分 離 器水 冷 器循環(huán)氣體壓縮機(jī)循環(huán)壓縮機(jī)氫氮混合氣 活 學(xué) 活 用基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究D 基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究B 基礎(chǔ)自學(xué)落實(shí)重點(diǎn)互動(dòng)探究學(xué) 習(xí) 小 結(jié) 自我檢測(cè)檢測(cè)學(xué)習(xí)效果體驗(yàn)成功快樂(lè)1 2 3 4 D 5 C 檢測(cè)學(xué)習(xí)效果體驗(yàn)成功快樂(lè)請(qǐng) 選 擇 1 2 3 4 5 檢測(cè)學(xué)習(xí)效果體驗(yàn)成功快樂(lè)請(qǐng) 選 擇 1 2 3 4 A 5 題 目 解 析檢測(cè)學(xué)習(xí)效果體驗(yàn)成功快樂(lè)請(qǐng) 選 擇 1 2 3 4 A5 檢測(cè)學(xué)習(xí)效果體驗(yàn)成功快樂(lè)請(qǐng) 選 擇 1 2 3 4在中增加N2，故H 2的轉(zhuǎn)化率增大，即 在中增加H 2，故H 2的轉(zhuǎn)化率減小，即 在基礎(chǔ)上增加氨，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，H 2的轉(zhuǎn)化率變小，有 5 本講內(nèi)容結(jié)束請(qǐng)完成課時(shí)作業(yè)