第四节 化学反应的调控 【新课探究】 学习任务 课前自主预习 2.可逆 减小 < < 能 3.(1)升高 增大 增大 使用催化剂 (2)降低 增大 增大 [问题思考] (1)提示:不是。温度一定时,增大混合气体的压强对合成氨的速率和平衡都有利,但压强越大需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,这将会大大增加生产投资,一般采用的压强为10 MPa~30 MPa。 (2)提示:温度降低会使反应速率减小,达到平衡所需的时间变长,这在工业生产中是很不经济的。另外,合成氨所需的催化剂铁触媒的活性在500 ℃左右最大。 (3)提示:为了加快反应速率,采用以铁为主体的多成分催化剂。 知识迁移应用 例1 C [解析] 由于合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应,反应物只能部分转化成氨气,则通过采用循环操作,大大提高了原料氮气、氢气的利用率,C正确。 例2 B [解析] 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为可逆反应,未参与反应的SO2可循环利用,A错误;由表知,在相同压强下,升高温度,SO2的平衡转化率减小,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应,B正确;吸收塔中98.3%H2SO4是为了吸收SO3,不体现强氧化性,C错误;450 ℃时,0.1 MPa和10 MPa两条件下SO2的平衡转化率相差不大,但10 MPa压强大,对动力和设备要求高,则实际生产中,接触室中应采用温度450 ℃,压强0.1 MPa的生产条件,D错误。 【课堂评价】 1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× [解析] (1)工业合成氨的反应是放热反应,熵变小于零,因此高温不能自发进行。 (2)从合成塔出来的混合气体中,NH3只占15%,说明经过液化后氨气的体积分数比较小,不能说明氨的产率很低。 (4)铁触媒作催化剂可加快反应速率,但不能改变化学平衡移动方向和转化率。 (5)反应需在300 ℃下进行,不能决定该反应是放热反应还是吸热反应。 2.C [解析] 增大压强,平衡向合成NH3的方向移动,但压强过大对设备的要求比较大,会增加生产投资,A正确;催化剂通过降低反应的活化能,提高反应速率,B正确;合成氨的反应为放热反应,温度越高, 平衡逆向移动,不利于提高反应物的平衡转化率,C错误;根据勒夏特列原理,减少生成物浓度,平衡正向移动,D正确。 3.(1)N2、H2 循环利用N2、H2,提高原料的利用率 (2)AD (3)①0.08 mol·L-1·min-1 75% ②< ③否 > [解析] (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为可逆反应,氮气、氢气不能完全转化为氨气,冷凝器中氨气液化,分离出液氨后剩余原料气N2、H2循环利用,有利于提高原料的利用率,X的主要成分是N2、H2。 (2)合成氨反应放热,降低温度,平衡正向移动;合成氨反应的气体化学计量数之和减小,增大压强,平衡正向移动;催化剂对平衡无影响,有利于提高合成氨平衡产率的条件为低温、高压。 (3)T ℃时,若在容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g),5 min后达到平衡,测得N2的浓度为0.2 mol·L-1,则此段时间内消耗0.4 mol N2,根据反应方程式可知,反应消耗1.2 mol H2,生成0.8 mol NH3。 ①反应速率v(NH3)==0.08 mol·L-1·min-1,H2的转化率为×100%=75%。 ②已知300 ℃时K=0.86, (3)中KT==100,正反应放热,温度越高平衡常数越小,则反应温度T<300。 ③若向平衡后的体系中同时加入1.2 mol N2、1.6 mol H2、 1.2 mol NH3,Q==1.25v逆。第四节 化学反应的调控 1.C [解析] 对于放热反应,低温有利于提高反应物的转化率,A错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,B错误;在500 ℃左右时,铁触媒催化剂的活性最高,可以加快反应速率,C正确;升高温度,合成氨反应的平衡常数减小,D错误。 2.A [解析] 合成氨反应是放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气的浓度减小,故室温比500 ℃左右更有利于合成氨的反应,A错误;合成氨厂一般采用的压强为10 MPa~30 MPa,综合考虑了反应 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
