第四节 化学反应的调控（导学案）（含答案）高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修1）【2025-2026】高二化学同步备课学案（人教版2019选择性必修1）

中小学教育资源及组卷应用平台 第四节 化学反应的调控 一、知识目标 1.了解合成氨的发展历程，知道合成氨反应的特点及反应条件对反应速率和化学平衡的影响。 2.理解合成氨反应条件选择的依据，掌握合成氨的适宜条件，包括温度、压强、催化剂和浓度等。 3.熟悉合成氨生产的工艺流程，包括原料气的制备、净化除杂、压缩、合成、冷却分离和循环压缩等环节。 4.掌握化工生产中调控反应的一般思路，包括考虑反应的可行性、化学平衡、反应速率、设备可行性和成本核算等方面。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识合成氨工业的生产过程和反应条件，从微观上理解化学反应速率和化学平衡的原理，以及反应条件对它们的影响。 2.证据推理与模型认知：通过对合成氨反应数据的分析和处理，建立化学反应速率和化学平衡的模型，培养证据推理能力。 3.科学探究与创新意识：通过对合成氨反应条件的探究和优化，培养科学探究能力和创新意识，了解化学科学对社会发展的重要贡献。 4.科学态度与社会责任：了解合成氨工业的发展历程和重要意义，认识化学工业对社会发展的重要作用，培养科学态度和社会责任意识。 一、学习重点 1.合成氨反应条件的选择和合成氨生产的工艺流程。 2.化工生产中调控反应的一般思路。 二、学习难点 1.综合考虑各种因素，选择合成氨的适宜条件。 2.理解化工生产中调控反应的一般思路并应用于实际问题。 一、合成氨条件的理论选择 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 反应。 (3)熵变：ΔS 0，正反应是气体体积 的反应。 (4)焓变：ΔH 0，是 反应。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析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，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 温度 催化剂 浓度 反应物浓度 反应物浓度， 生成物浓度 3.数据分析 根据课本表2 2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为 )，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是 、 ；提高平衡混合物中氨的含量的条件是 、 压强。二者在 这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 二、工业合成氨的适宜条件 1．问题讨论 (1)压强 ①原理分析： 。 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为 MPa。 ③合成氨时不采用更高压强的理由： 。 (2)温度 ①原理分析： 有利于提高原料的平衡转化率。 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为 ℃。 ③不采用低温的理由： 合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的又一重要原因为 。 (3)催化剂 ①原理分析：即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分 。 ②选用条件：通常采用加入以 的多成分催化剂，又称 。 ③选择催化剂的理由： 。 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过 。 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%，即平衡时N2和H2的转化率仍 。 ②采取的措施：采取 的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气 ，并及时 ，使反应物保持一定的浓度。 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向 移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的 ，又提高了反应 ，有利于合成氨反应。 2．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 MPa 温度 ℃ 催化剂 使用 作催化剂 浓度 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2 ... ...