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化学鲁科版选修4同步学案:第2章第4节化学反应条件的优化——工业合成氨VIP免费

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最新中小学教案、试题、试卷第4节化学反应条件的优化——工业合成氨学习目标:1.知道如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件。(重点)2.初步学会应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法。(难点)[自主预习·探新知]1.合成氨反应的限度(1)反应原理N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1,ΔS=-198.2J·K-1·mol-1。(2)反应特点:(3)影响因素①外界条件:降低温度、增大压强,有利于化学平衡向合成氨的方向移动。②投料比:温度、压强一定时,N2、H2的体积比为1∶3时平衡混合气中氨的百分含量最高。微点拨:合成氨反应中,为了提高原料转化率,常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。2.合成氨反应的速率(1)增大合成氨反应速率的方法(2)浓度与合成氨反应速率之间的关系在特定条件下,合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3),由速率方程可知:增大N2或H2的浓度,减小NH3的浓度,都有利于提高合成氨反应的速率。微点拨:温度升高k值增加,会加快反应速率;同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能,使合成氨反应的速率提高。3.合成氨适宜条件的选择(1)合成氨反应适宜条件分析最新中小学教案、试题、试卷工业生产中,必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件,既要考虑尽量增大反应物的转化率,充分利用原料,又要选择较快的反应速率,提高单位时间内的产量,同时还要考虑设备的要求和技术条件。(2)合成氨的适宜条件序号影响因素选择条件1温度反应温度控制在700K左右2物质的量N2、H2投料比1∶2.83压强1×107~1×108Pa4催化剂选择铁作催化剂[基础自测]1.判断对错(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。)(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,压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动。()(4)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。()[提示](1)×合成氨反应ΔH<0,ΔS<0,ΔH-TΔS在低温小于0。(2)×合成氨反应ΔH<0,温度越低越利于平衡正向移动。(3)√(4)×催化剂同倍数的加快正、逆反应速率,对转化率无影响。2.工业上合成氨一般采用700K左右的温度,其原因是()【导学号:41722116】①适当提高氨的合成速率②提高H2的转化率③提高氨的产率④催化剂在700K时活性最大A.只有①B.①②C.②③④D.①④D[合成氨反应采用700K左右的温度的原因是考虑反应速率和催化剂的活性。]3.利用原料气在合成塔中合成NH3,为提高N2的转化率所采取的措施是()【导学号:41722117】A.高温B.高压C.使用催化剂D.增大N2的浓度B[合成氨反应是气体系数减小的放热反应,据勒·夏特列原理可知高压利于提高N2的转化率。]最新中小学教案、试题、试卷[合作探究·攻重难]化学反应条件的优化在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1。(已知催化剂是V2O5,在400~500℃时催化效果最好)下表为不同温度和压强下SO2的转化率(%):[思考交流]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?[提示]常压、450℃、催化剂。2.在实际生产中,选定400~500℃作为操作温度,其原因是什么?[提示]在此温度下催化剂的活性最高。3.根据上表中的数据分析,制取SO3时为什么不采用高压?[提示]在常压下SO2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。4.在生产中,通入过量空气的目的是什么?[提示]增大反应物O2的浓度,提高SO2的转化率。5.尾气中的SO2必须回收的目的是什么?[提示]防止污染环境;循环利用,提高原料的利用率。[对点训练]题组1合成氨的适宜条件1.能够使合成氨反应进行的程度增大的措施是()A.升高温度B.降低压强C.使用催化剂D.不断移去NH3D[降温、增压,不断减小生成物的浓度均利于合成氨反应的正向进行。][教师备选]对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是()A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大最新中小学教案、试题、试卷B.增大压强,...

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