新人教版选择性必修1第2章第4节《化学反应的调控-》导学ppt课件(2课时)

,-,#,-,第四节化学反应的调控,课前篇素养初探,课堂篇素养提升,第四节化学反应的调控,第四节化学反应的调控,新人教版选择性必修1第2章第4节化学反应的调控-导学ppt课件(2课时),知识铺垫,必备知识,正误判断,工业合成氨的原理是,N,2,(g)+3H,2,(g,)2NH,3,(g,),H,=-92.4 kJmol,-1,从速率角度分析,反应需要在,(,填,“,较高,”,或,“,较低,”),温度下进行,而从提高反应物转化率的角度分析,反应需要,在,(,从压强和温度方面回答,),条件下进行,原因是合成氨的反应为,。,较高,低温、高压,正反应为气体体积减小的放热反应,知识铺垫必备知识正误判断工业合成氨的原理是N2(g)+3H2,知识铺垫,必备知识,正误判断,一、合成氨反应条件的原理分析,1,.,反应原理,:N,2,(g)+3H,2,(g,)2NH,3,(g,),H,=-92.2 kJmol,-1,。,2,.,反应特点,:,合成氨,反应,可逆性,:,反应为,反应,体积变化,:,正反应是气体体积,的反应,焓变,:,H,0,3,.,影响因素,:,(1),增大合成氨反应速率的措施,:,升高温度、增大压强、增大反应物浓度、使用催化剂等。,(2),提高平衡混合气体中氨的含量措施,:,降低温度、增大压强、增大反应物浓度等。,可逆,减小,知识铺垫必备知识正误判断一、合成氨反应条件的原理分析合成氨,知识铺垫,必备知识,正误判断,二、实际合成氨工业中选择的生产条件,1,.,压强,:,合成氨厂一般采用的压强为,。,【微思考,1,】,合成氨时压强越大越好,为何不采用比,30,MPa,更大的压强,?,10 MPa30,Mpa,提示,:,压强越大,对材料的强度和设备的制造要求也越高,需要的动力也越大,这会加大生产投资,可能降低综合经济效益,。,2,.,温度,:,一般采用的温度为,400500,。,【微思考,2,】,合成氨采用低温时可提高转化率,但为何未采用更低的温度,?,提示,:,温度太低,反应速率太小,达到平衡所需的时间变长,不经济。另外,合成氨所需的催化剂铁触媒的活性在,500,左右活性最大。,知识铺垫必备知识正误判断二、实际合成氨工业中选择的生产条件1,知识铺垫,必备知识,正误判断,3,.,催化剂,:,合成氨工业普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。,【微思考,3,】,合成氨工业采用迅速冷却法,使气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去的目的是什么,?,提示,:,使化学平衡向生成氨的方向移动,。,知识铺垫必备知识正误判断3.催化剂:合成氨工业普遍使用的是以,知识铺垫,必备知识,正误判断,(1),合成氨反应在高温下能自发进行。,(,),(2),温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。,(,),(3),合成氨反应中,压强越大越利于增大反应速率和平衡正向移动。,(,),(4),使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。,(,),答案,:,(1),(2),(3),(4,),知识铺垫必备知识正误判断(1)合成氨反应在高温下能自发进行。,任务,素养脉络,随堂检测,化工,生产反应条件的优化与选择,问题探究,在,硫酸工业中,通过下列反应使,SO,2,氧化成,SO,3,:2SO,2,(g)+O,2,(g),2SO,3,(g,),H,=-198 kJmol,-1,。,(,已知催化剂是,V,2,O,5,在,400500,时催化效果最好,),下表为不同温度和压强下,SO,2,的转化率,(%):,任务素养脉络随堂检测化工生产反应条件的优化与选择,任务,素养脉络,随堂检测,1,.,根据化学理论和以上数据综合分析,为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫,可控制的条件是什么,?,2,.,在实际生产中,选定,400500,作为操作温度,其原因是什么,?,3,.,根据上表中的数据分析,制取,SO,3,时为什么不采用高压,?,4,.,在生产中,通入过量空气的目的是什么,?,5,.,尾气中的,SO,2,必须回收的目的是什么,?,提示,:,常压、,450,、催化剂,。,提示,:,兼顾速率和平衡,且在此温度下催化剂的活性最高,。,提示,:,在常压下,SO,2,的转化率就已经很高了,(97.5%),若采用高压,平衡能向右移动,但效果并不明显,且采用高压时会增大设备的成本,得不偿失,。,提示,:,增大反应物,O,2,的浓度,提高,SO,2,的转化率,。,提示,:,防止污染环境,;,循环利用,提高原料的利用率,。,任务素养脉络随堂检测1.根据化学理论和以上数据综合分析,为了,任务,素养脉络,随堂检测,深化拓展,工业生产中选择适宜生产条件的原则,任务素养脉络随堂检测深化拓展,任务,素养脉络,随堂检测,任务素养脉络随堂检测,任务,素养脉络,随堂检测,素能应用,典例,有关合成氨工业的说法中,正确的是,(,),A.,增大,H,2,的浓度,可提高,H,2,的转化率,B.,由于氨易液化,N,2,、,H,2,在实际生产中会循环使用,所以总体来说氨的产率很高,C.,合成氨工业的反应温度控制在,400500,目的是使化学平衡向正反应方向移动,D.,合成氨厂采用的压强是,10 MPa30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大,答案,:,B,解析,:,A,项,增大,H,2,的浓度,H,2,的转化率减小,;C,项,温度控制在,400500,主要是为了兼顾速率与平衡,且,500,时催化剂活性最大,;D,项,压强采用,10,MPa30,MPa,主要是考虑对设备材料的要求,。,任务素养脉络随堂检测素能应用答案:B,任务,素养脉络,随堂检测,变式训练,1,硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用,“,接触法,”,进行生产。有关接触氧化反应,2SO,2,+O,2,2SO,3,的说法中正确的是,(,),A.,只要选择适宜的条件,SO,2,和,O,2,就能全部转化为,SO,3,B.,该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正、逆反应速率均为零,C.,在达到平衡的体系中,充入由,18,O,原子组成的,O,2,后,SO,2,中,18,O,含量减少,SO,3,中,18,O,含量增多,D.,在工业合成,SO,3,时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题,任务素养脉络随堂检测变式训练1硫酸是一种重要的化工产品,目前,任务,素养脉络,随堂检测,答案,:,D,解析,:,该反应为可逆反应,SO,2,和,O,2,不能全部转化为,SO,3,A,错,;,达到平衡后反应不停止,正、逆反应速率相等,B,错,;,达到平衡后充入由,18,O,原子组成的,O,2,平衡正向移动,SO,3,中,18,O,含量增多,因为反应可逆,SO,2,中,18,O,含量也增多,C,错。,任务素养脉络随堂检测答案:D,任务,素养脉络,随堂检测,变式训练,2,有平衡体系,:CO(g)+2H,2,(g,)CH,3,OH(g,),H,0,。为了增加甲醇,(CH,3,OH),的产量,应采取的正确措施是,(,),A.,高温,高压,B.,适宜温度,高压,催化剂,C.,低温,低压,D.,高温,高压,催化剂,答案,:,B,解析,:,该反应是一个气体体积减小的放热反应,为增加甲醇的产量,需使平衡正向移动,理论上可采用低温、高压的方式,但在实际生产中还需考虑反应速率、设备承受的压力及催化剂的活性等因素的影响。,任务素养脉络随堂检测变式训练2有平衡体系:CO(g)+2H2,任务,素养脉络,随堂检测,任务素养脉络随堂检测,任务,素养脉络,随堂检测,1,.,工业上合成氨一般采用,400500,的温度,其原因是,(,),适当提高氨的合成速率,提高,H,2,的转化率,提高氨的产率,催化剂在,500,左右活性最大,A.,只有,B.,只有,C.,D,.,只有,答案,:,D,任务素养脉络随堂检测1.工业上合成氨一般采用400500,任务,素养脉络,随堂检测,2,.,利用原料气在合成塔中合成,NH,3,为提高,N,2,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,N,2,的浓度,答案,:,B,解析,:,合成氨反应是气体体积减小的放热反应,据勒夏特列原理可知,高压利于提高,N,2,的转化率。,任务素养脉络随堂检测2.利用原料气在合成塔中合成NH3,为提,任务,素养脉络,随堂检测,3,.NH,3,是一种重要的工业原料。下列关于合成氨的说法中,不正确的是,(,),A.,工艺涉及催化技术,B.,工艺涉及高温高压技术,C.,原料之一的氮气来自空气,D.,从合成塔出来的气体中,氨的体积分数为,100%,答案,:,D,解析,:,合成氨反应为可逆反应,N,2,和,H,2,的转化率小于,100%,则从合成塔出来的气体中,氨气的体积分数小于,100%,。,任务素养脉络随堂检测3.NH3是一种重要的工业原料。下列关于,任务,素养脉络,随堂检测,4,.,在一定条件下,可逆反应,N,2,(g)+3H,2,(g,)2NH,3,(g,)(,正反应是放热反应,),达到平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是,(,),A.,加催化剂,v,(,正,),、,v,(,逆,),都发生变化且变化的倍数相等,B.,加压,v,(,正,),、,v,(,逆,),都增大,且,v,(,正,),增大的倍数大于,v,(,逆,),增大的倍数,C.,降温,v,(,正,),、,v,(,逆,),都减小,且,v,(,正,),减小的倍数小于,v,(,逆,),减小的倍数,D.,等容条件下加入氩气,v,(,正,),、,v,(,逆,),都增大,且,v,(,正,),增大的倍数大于,v,(,逆,),增大的倍数,答案,:,D,解析,:,等容条件下加入氩气,反应物和生成物浓度均不变,则,v,(,正,),、,v,(,逆,),均不发生变化,且,v,(,正,)=,v,(,逆,),。,任务素养脉络随堂检测4.在一定条件下,可逆反应N2(g)+3,任务,素养脉络,随堂检测,5,.,某工业生产中发生反应,:2A(g)+B(g,)2M(g,),H,0,。下列有关该工业生产的说法正确的是,(,),A.,工业上合成,M,时,一定采用高压条件,因为高压有利于,M,的生成,B.,若物质,B,价廉易得,工业上一般采用加入过量的,B,以提高,A,和,B,的转化率,C.,工业上一般采用较高温度合成,M,因温度越高,反应物的转化率越高,D.,工业生产中常采用催化剂,因为生产中使用催化剂可提高,M,的日产量,答案,:,D,解析,:,工业上合成,M,可能采用常压,如,H,2,SO,4,工业中,SO,3,的生成,;,加入过量,B,只能提高,A,的转化率,B,的转化率降低,;,温度升高,平衡逆向移动,反应物的转化率降低,;,使用催化剂可降低反应的活化能,提高反应速率。,任务素养脉络随堂检测5.某工业生产中发生反应:2A(g)+B,