2.4 化学反应的调控 课件 高二上学期化学 人教版（2019） 选择性必修1(共35张PPT)

(课件网) 新人教版 化学 选必1 第二章 化学反应速率 与化学平衡 第四节 化学反应的调控 1.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 2.知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 3.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。 4.能针对合成氨典型案例，从限度和速率等角度综合分析化学反应和化工生产条件的选择和优化。 教学重点 化学反应速率和化学平衡的综合调控 教学难点 化学反应速率和化学平衡的综合调控 人工合成氮肥的物质转化 如何从空气中获得肥料？ 氢化物 单质 氧化物 酸 盐 物质分类 －3 0 ＋2 ＋4 ＋5 氮气 NH3 －3 0 NO NO2 HNO3 路径一电弧法固氮 化合价 路径二合成氨法 NH4＋ －3 N2 NO3－ ＋5 酸或酸性氧化物 方案一：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) 方案二：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) meiyangyang8602 空气变面包的反应 18世纪末，英国化学家克鲁克斯“先天下之忧而忧”，率先发出为了使子孙后代免于饥饿“向空气要氮肥”的号召。 如何从空气中获得肥料？ 方案二：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 一、化学反应的调控 我们对化学反应的调控并不陌生。 鼓风加快物质燃烧 降温延长食物储存时间 降低温度以此灭火 实际对化学反应的调控在工业上的应用更为广泛，我们以工业合成氨生产条件的为例，来进行研究。 一、化学反应的调控 1.固氮的可行性分析 【情境创设】假如你是合成氨的工程师，你如何为工厂设计合成氨的生产条件，结合我们所学的知识可以从哪些角度分析？ （4）原料 （5）设备、安全等 （3）快 （2）多 即提高氨的含量———化学平衡（限度）问题 即提高单位时间里氨的产量 ———化学反应速率问题 N2: 空气中分离（液化，蒸发）； H2: 煤、焦炭与水蒸气 C+H2O(g)=CO+H2 （6）综合经济效益 （1）生产的可行性 化学反应的方向问题 一、化学反应的调控 （1）化学反应的方向 自然固氮 雷电/大气/高能固氮 N2＋O2 2NO 放电或高温 ΔH＝＋180.5 kJ/mol ΔS＝＋247.7 kJ/mol 工业合成氨 人工固氮 N2＋3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 ΔH＝－92.2 kJ/mol ΔS＝－198.2 kJ/mol 高温下反应能自发进行 ΔH>0 ΔS>0 低温下反应能自发进行 ΔH<0 ΔS<0 一、化学反应的调控 （2）化学反应的限度 N2(g) + O2(g) 2NO(g) 常温 K＝5×10－31 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 常温 K＝5.0×108 合成氨可行 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，都失败了。 合成氨容易吗？ 一、化学反应的调控 如何改进上述所遇的问题呢？ 2.合成氨可行性 1909年7月建成的实验装置每小时生产90 g氨 二、合成氨的适宜条件 meiyangyang8602 情景假设：假如你是哈伯，你将如何根据合成氨反应的特点继续探索设计合成氨的条件，来提高氨气的产率呢？可以从哪些角度分析？ 二、合成氨的适宜条件 1.合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为可逆反应。 (3)体积变化（熵变）：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。 (4)焓变：ΔH<0，是放热反应。 二、合成氨的适宜条件 2.合成氨的原理分析 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 提高平衡混合物中氨的含量 C(反)增大 升高 增大 加入铁触媒 降低 无影响 C(反)增大或C(生)减小 增大 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1 二、合成氨的适宜条件 3.合成氨反应的数 ... ...