【学霸笔记：同步精讲】第2章 第4节 第1课时 化学反应条件的优化——工业合成氨(基础课) 课件--2026版高中化学鲁科版选必修1

(课件网) 复习任务群一 现代文阅读Ⅰ 把握共性之“新”　打通应考之“脉” 第2章　化学反应的方向、限度与速率 第4节　化学反应条件的优化———工业合成氨 第1课时　化学反应条件的优化———工业合成氨(基础课) 学习 任务 1．结合生产实例，讨论化学反应条件的选择和优化，形成从限度、速率、能耗等多角度综合调控化学反应的基本思路，发展“绿色化学”的观念和辩证思维的能力。 2．能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题。 旧知 回顾 1．勒·夏特列原理 (1)含义：如果改变平衡体系的一个条件(如温度、浓度或压强)，平衡将向减弱这个改变的方向移动。 (2)注意：①勒·夏特列原理的适用对象是可逆过程。②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变。 2．K的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预测反应达到平衡所需要的时间。当平衡常数数值大于105时，可以认为反应进行完全。 必备知识　自主预习 一、合成氨反应的限度 1．反应原理 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol-1，ΔS＝－198.2 J·mol-1·K-1。 2．反应特点 减小 < < < 能 3．影响因素 (1)外界条件：____温度、____压强，有利于化学平衡向生成氨的方向移动。 (2)投料比：温度、压强一定时，N2、H2的体积比为_____时平衡混合物中氨的含量最高。 降低 增大 1∶3 练一练　已知298 K时，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝，ΔS＝－198.2 J·mol-1·K-1，请通过计算说明298 K时合成氨反应能否正向自发进行？ [答案]　ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.2×103 J·mol-1－298 K×(－198.2 J·mol-1·K-1)＝＝ －33 136.4 J·mol-1＜ 0，即298 K时合成氨反应能正向自发进行。 升高 增大 增大 催化剂 二、合成氨反应的速率 1．提高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与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：合成氨反应的速率与氮气浓度的1次方成正比，与氢气浓度的1.5次方成正比，与氨气浓度的1次方成反比。 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)升高温度，对合成氨的正反应的反应速率影响更大。 (　　) (2)增大压强，对合成氨的正反应的反应速率影响更大。 (　　) (3)加入催化剂，对合成氨的正、逆反应的反应速率影响程度相同。 (　　) × √ √ 三、合成氨生产的适宜条件 1．合成氨反应适宜条件分析 工业生产中，必须从_____和_____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_____，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____，同时还要考虑设备的要求和技术条件。 反应速率 反应限度 转化率 产量 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_____左右 2 物质的量 N2、H2投料比为_____ 3 压强 2×107～3×107 Pa 4 催化剂 选择__做催化剂 5 浓度 使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2 700 K 1∶2.8 铁 3．合成氨生产流程的三阶段 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)从合成塔出来的混合气体，NH3的含量较小，所以生产氨的工厂的效率都很低。 (　　) (2)合成氨厂采用的压强是2×107～3×107 Pa，因为在该压强下铁催化剂的活性最大。 (　　) × × 关键能力　情境探究 数据分析：外界条件对合成氨反应的影响 工业生产中选择适宜生产条件的原则 温度 /℃ 氨的含量/% 0.1 MPa 10 MPa 20 MPa 30 MPa 60 MPa 100 MPa 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 温度 /℃ 氨的含量/% 0.1 MPa 10 ... ...