第二章 第4节　第11课时　化工生产适宜的条件（课件 学案）高中化学 人教版（2019）选择性必修1

第四节　化学反应的调控 第11课时　化工生产适宜的条件 学习目标 知识网络 1. 能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。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。3. 针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。 判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1) 高压比常压条件更有利于合成氨的反应(　　) (2) 使用铁作催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率(　　) (3) 对于合成氨的反应，高温更有利于提高H2的平衡转化率(　　) (4) 合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率(　　) (5) 将氨液化及时分离出去，反应速率和氢气的转化率均提高(　　) (6) 合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短达到平衡的时间(　　) 合成氨反应条件的选择 合成氨反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。 高温、高压、使用合适的催化剂，有利于提高化学反应速率。 低温、高压，有利于提高平衡转化率。 合成氨反应的适宜条件 1. 温度：400～500 ℃ 500 ℃左右催化剂的活性最高。 2. 压强：10～30 MPa 压强越大，反应速率越快，反应物的转化率越高，但对材料和设备的要求越高，增大生产成本。 3. 催化剂：铁触媒 为防止催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。 4. 投料比：n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8 适当增大廉价原料(N2)的量，可以提高昂贵原料(H2)的转化率。 合成氨工业的简要流程及相关解释 原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取 净化、干燥 净化、除杂，防止催化剂“中毒”，再用压缩机压缩至高压 氨的合成 在适宜的条件下，在合成塔中进行 氨的分离 经冷凝使氨液化，将氨分离出来 N2和H2循环 为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用 工业生产选择适宜条件的一般原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得昂贵原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 设备承受高温、高压、耐酸能力等 特别提醒 ①注意催化剂的活性对温度的限制；②注意杂质可能使催化剂“中毒” 类型1　反应条件与反应速率 　化工生产中反应速率影响工厂的效益。下列操作不能提高工业合成氨速率的是(　　) A. 适当升温 B. 适当加压 C. 选择合适催化剂 D. 加快通过催化剂的气流速度 类型2　反应条件与化学平衡 　(2025·佛山期末)我国科学家设计出多孔石墨炔负载CoOx量子点(颗粒直径在2～20 nm)光催化剂，使得合成氨取得了理想的产率。已知反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列说法错误的是(　　) A. 使用催化剂可显著提高生产效率 B. 升温能提高氨气的平衡产率 C. 使用催化剂，活化分子百分含量增多 D. 该催化剂表面积大，催化效果好 　在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是(　　) 温度/ ℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 从理论上分析，为了使SO2尽可能多地转化为SO3，应选择的条件是450 ℃、10 MPa B. 在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃原因是考虑催化剂的活性最佳 C. 在实际生产中，为了增大SO2的转化率可以无限量通入空气 D. 在实际生产中采用的压强为常压，原因是常压时转化率已 ... ...