化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化

沾化一中化學(xué)組學(xué)案編寫：薛呈祥審核：高二化學(xué)組編號：14沾化一中化學(xué)組學(xué)案編寫：薛呈祥審核：高二化學(xué)組編號：142013/9/30N2(g)+3H2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K=4.1x106(mol·L-1)-2化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化 工業(yè)合成氨【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨的適宜條件。2、了解應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理分析化工生產(chǎn)條件的思路和方法。3、認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的重要作用。【重點(diǎn)】應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理選擇合成氨的適宜條件】】反應(yīng)CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，在800℃達(dá)到平衡時(shí)，分別改變下列條件，K值會(huì)發(fā)生變化的( )將體積減小至原來的一半 B．將反應(yīng)溫度升高至1000C．加入催化劑 D．增大水蒸氣的濃度有一處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2Z(g) 。為了使平衡向生成Z的方向移動(dòng)，應(yīng)選擇的條件( )①高溫②低溫③高壓④低壓⑤加正催化劑⑥分離出A．①③⑤ B．②③⑤C．②③⑥ D．②④⑥下列條件的改變，一定能加快化學(xué)反應(yīng)速率的( )A．增大壓強(qiáng) B．升高溫C．增大反應(yīng)物的量 D．減小生成物的濃度O2反應(yīng)N＋2 2NO在恒溫的密閉容器中進(jìn)行，下列條件能加快反應(yīng)速率的( )O2增大體積使壓強(qiáng)減小體積不變，充入N2使壓強(qiáng)增大C．D．使總壓強(qiáng)不變，充入氖氣【學(xué)習(xí)新知】已知298K時(shí)⊿H＝-92.4kJ·mol-1，⊿S=-198.2J·K-1·mol-1，分析：1、298K時(shí)合成氨反應(yīng)能否發(fā)生？2、改變什么條件可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)？3、N2、H2符合怎樣的比例時(shí)平衡混合物中氨的百分含量（體積分?jǐn)?shù)）最高？4、改變什么條件可加快該反應(yīng)的速率？2 2 5、合成氨反應(yīng)中=kN1.H-（NH，怎樣改變物質(zhì)濃度可以提高反應(yīng)2 2 6、綜合條件對平衡和速率的影響，理論上選擇什么條件有利于合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)？7、目前，合成氨生產(chǎn)采用的條件和采取的措施是：①②③④⑤⑥⑦以上采取的條件和措施中是否存在和理論不相符的？為什么采用現(xiàn)在的條件？合成氨流程：造氣、凈化、合成氨基本原則：原料價(jià)格循環(huán)利用反應(yīng)熱的綜合利用【當(dāng)堂檢測】合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)( )①可逆②不可逆③正反應(yīng)放熱④正反應(yīng)吸熱⑤正反應(yīng)氣體總體積增大⑥正反應(yīng)氣體總體積縮小A．①③⑤ B．②④⑥ C．①③⑥ D．④⑤⑥6．有平衡體系：CO(g)＋2H2(g)CH6．有平衡體系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) <0(CH3OH)的產(chǎn)量，①高溫②低溫③低壓④高壓⑤催化劑⑥加氨⑦除氨A.②④⑤B.②④⑦C.①④⑤D.②③⑥合成氨工業(yè)上采用了循環(huán)操作，主要原因( )A．加快反應(yīng)速率 B．提高NH3的平衡濃度C．降低NH3的沸點(diǎn) D．提高N2和H2的利用率增長的人口對糧食的需求。下列是哈伯法的流程圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的施是( )A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ 5．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中，正確的( )B、H2(g)是循環(huán)使用的，總體來講氨的產(chǎn)率比較高C500℃左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．合成氨采用的壓強(qiáng)是2×107～5×107Pa，因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大應(yīng)采用的正確措施( )A．高溫、高壓 B．適宜溫度、高壓、催化C．低溫、低壓 D．高溫、高壓、催化劑合成氨所需的H2由炭和水蒸氣反應(yīng)制得，其中一步反應(yīng)為：CO2+H2△H＜0，欲使CO的轉(zhuǎn)化率提高，同時(shí)提高H2采取的措施是（）A．增大水蒸氣的濃度 B．升高溫度 C．增大CO濃度 D．增大壓8．工業(yè)合成氨反應(yīng)是700K左右進(jìn)行的，這主要原因是（）A700K時(shí)此反應(yīng)速率最快 B、700K時(shí)氨的平衡濃度最大C、700K時(shí)氨的轉(zhuǎn)化率最高 D、700K該反應(yīng)的催化劑能發(fā)揮最大的作9．下列所述情況表示合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）A.H2的消耗速率與NH3的生成速率之比為3：2B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變C.N2的生成速率與NH3的生成速率之比為2：1D.密閉容器中H、N、NH的物質(zhì)的量之比為3：1：22 2 3對某一可逆反應(yīng)來說，使用催化劑的作用是（）A、提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 B、以同樣程度改變正逆反應(yīng)的速C、增大正反應(yīng)速率，減小逆反應(yīng)速率 D、改變平衡混合物的組成【課后作業(yè)】1、在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)已達(dá)平衡N+32 2N3 ＜0其他條件不變時(shí)若將平衡混合物中各物質(zhì)的濃度都增大到原來的2倍，則下列說法中正確的是（）A．平衡不移動(dòng) B.平衡向正方向移動(dòng)C.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) D.NH3的百分含量減少kJ·mol－1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的變化如圖：下列說法正確的( )A．tkJ·mol－1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的變化如圖：下列說法正確的( )A．t時(shí)升高了溫度C．t時(shí)增大了壓強(qiáng)1B．t時(shí)使用了催化劑25、工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如3D．t時(shí)降低了溫度4下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.44kJ·mol－1，其部分工藝流程如圖所示：反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/23合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示根據(jù)此圖分合成氨工業(yè)最有前途的研究方向( )A．提高分離技術(shù) B．研制耐高壓的合成塔C．研制低溫催化劑D．探索不用N2和H2合成氨的新途徑4、合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4氣體氮?dú)鈿錃獍比埸c(diǎn)/℃－210.01－252.77－77.74沸點(diǎn)/℃－195.79－259.23－33.42回答下列問題：寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式隨著溫度升高值 填“增大”、“減小”或“不變。K值越大，表填字)。A．其他條件相同時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率越高 B．其他條件相同時(shí)NH3的產(chǎn)率越C．原料中N2的含量越高 D．化學(xué)反應(yīng)速率越快在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程，即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到 使 分離出來；繼續(xù)循環(huán)的氣體。6、下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在不同溫度和壓強(qiáng)下，平衡混合物中NH3含量的變化情況。達(dá)到平衡時(shí)平衡混合物中NH3的含量(體積分?jǐn)?shù))[入料V(N2)∶V(H2)＝1∶3]0.1 10 20 30 60 100200℃15.381.586.489.995.498.8300℃2.252.064.271.084.292.6500℃0.110.619.126.442.257.5比較200℃和300℃時(shí)的數(shù)據(jù)，可判斷升