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课件网) 第一章 化学反应的热效应 第二章 化学反应速率与化学平衡 第四节 化学反应的调控 本节重点 从限度和速率角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析 我们对化学反应的调控并不陌生。例如，为了灭火，可以采取隔离可燃物、隔绝空气或降低温度等措施；为了延长食物储存时间，可以将它们保存在冰箱中。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在农业、工业生产中具有及其重要的意义，满足了人类的需求。 2NH3 N2 + 3H2 催化剂 高温、高压 如何提高生产效率呢？只要尽力提高化学反应速率生产效率就一定高吗？ 工业生产中的两个关键 ①反应速率：快出产品 ②化学平衡：多出产品 其原理如下： 1．合成氨反应的特点 合成氨反应： 298 K N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1 (1)可逆性：反应为可逆反应。 (2)体积变化：正反应是气体体积缩小的反应。 (3)正反应为放热反应：ΔH<0，熵变：ΔS<0。 (4)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行 主题1:合成氨条件的理论分析 18世纪末，有人试图在常温常压下合成氨，也有人在常温加压下进行实验却一一都失败了。 哈伯合成氨所用装置 冷却室 反应器 出水口 干燥室 液态NH3 出口 进水口 未反应气体通过循环泵返回 压缩N2和H2进口 德国化学家哈伯向合成氨发起冲击。1908年7月，他在实验室用氮气和氢气在600 ℃、20 MPa下得到了氨，但是产率只有2%。 【思考与讨论】：合成氨很难吗？合成氨不容易，难在哪儿？ 如果是你，如何增大反应速率，提高合成氨的产率呢？ 主题1:合成氨条件的理论分析 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 交流讨论 2.原理分析 据合成氨反应的特点，应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量？ 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 提高平衡混合物中氨的含量 增大 升温 增大 催化剂 增大 降温 增大 不影响 主题1:合成氨条件的理论分析 3.数据分析 下表的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1：3)。 压强增大，氨的含量增大 温度升高，氨的含量降低 增大压强、降低温度均有利于提高平衡混合物中氨的含量 主题1:合成氨条件的理论分析 对合成氨反应的影响 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂 增大合成氨的反应速率 增大反应物浓度 升高温度 增大压强 使用催化剂 提高平衡混合物中氨的含量 增大反应物浓度 降低温度 增大压强 ——— 一致 矛盾 一致 不一致 那么实际生成中到底选择哪些适宜的条件呢？ 4、合成氨反应的结论分析： 主题1:合成氨条件的理论分析 课堂检测 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。 ( ) (2)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。 ( ) (3)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。 ( ) (4)充入的N2越多越有利于NH3的合成。 ( ) (5)恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成。 ( ) (6)工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行。( ) √ × × × × × 课堂检测 2.下列有关合成氨工业的说法正确的是 A.N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成 B.恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成 C.工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行 D.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行 应选择一个合适的投料比 对平衡无影响 ΔH－TΔS<0时反应自发进行，而合成氨该反应ΔH<0、ΔS<0，故在常温条件下能自发进行 D 课堂检测 3.在合 ... ...
