江西省临川区第二中学学年高中化学 第二章 归纳与整合以“合成氨条件的选择”为例课件 新人教选修4.ppt

2-4 合成氨条件的选择2021/8/8 星期日1复习回顾：一、化学反应速率化学反应速率表示方法影响因素表示化学反应进行的快慢 常用单位时间内反应物浓度的减少或生物浓度的增加来表示 公式：V=C/t单位：mol/L min 或 mol/L s 用一反应速率用不同物质浓度变化表示时，其值之比等于化 学方程式中化学计量数之比 一般不用固体或纯液体物质表示 内因(主要因素)：外因 意义浓度；增加反应物的浓度，可以增大反应速率 压强：增大气体反应的压强，可以增大反应速率 温度：升高温度，可以增大反应的速率 催化剂：加正催化剂，可以增大反应速率 其它因素：略 参加反应物质的性质 2021/8/8 星期日2二、化学平衡在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态它的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态动：动态平衡定：外界条件一定，各组分含量一定(不是相等)变：外界条件改变，平衡被破坏，发生移动而建立新平衡原因：反应条件改变引起结果：速率、各组分含量与原平衡比较均发生变化注意：其他条件不变，改变影响平衡的一个条件才能应用V(正）正）V（逆）（逆）向正反应方向移动方向 V(正）正）V（逆）（逆）原平衡不移动V(正）正）V（逆）（逆）向逆反应方向移动温 度：升高(或降低)温度，平衡向吸热(或放热)方向移动压 强：增大(或减小)压强，平衡向气体体积缩小(或扩大)的方向移动浓 度:增大反应物浓度或减小生物浓度，平衡向正反应方向移动催化剂：对化学平衡状态无影响概念特征平衡移动平衡移动原理化学平衡2021/8/8 星期日31、浓度引起平衡移动的相关图象增大反应物浓度增大反应物浓度0 0V Vt t t tt t t t1 1 1 1V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)减小生成物浓度减小生成物浓度0 0V Vt t t tt t t t1 1 1 1V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日4V V V V(逆逆逆逆)增大生成物浓度增大生成物浓度0 0V Vt t t tt t t t1 1 1 1V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)减小反应物浓度减小反应物浓度0 0V Vt t t tt t t t1 1 1 1V V V V(逆逆逆逆)V V V V(正正正正)V V V V(正正正正)V V V V(逆逆逆逆)1、浓度引起平衡移动的相关图象三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日5（1 1）当）当 m+n m+n p+qp+q时：时：V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(正正)V V(逆逆)V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(逆逆)V V(正正)增大压强增大压强减小压强减小压强对于反应对于反应 m A+n B p C +q D;m A+n B p C +q D;H H2、压强引起平衡移动的相关图象三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日6（2 2）当）当 m+n m+n p+qp+q时：时：V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(逆逆)V V(正正)V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(正正)V V(逆逆)增大压强增大压强减小压强减小压强对于反应对于反应 m A+n B p C +q D;m A+n B p C +q D;H H2、压强引起平衡移动的相关图象三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日7（3 3）当）当 m+n=m+n=p+qp+q时：时：V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)增大压强增大压强减小压强减小压强对于反应对于反应 m A+n B p C +q D;m A+n B p C +q D;H H2、压强引起平衡移动的相关图象三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日8（1 1）当）当 H H 0 0时：时：V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(正正)V V(逆逆)V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(逆逆)V V(正正)升高温度升高温度降低温度降低温度对于反应对于反应 m A+n B p C +q D;m A+n B p C +q D;H H3、温度引起平衡移动的相关图象三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日9（2 2）当）当 H0H0时：时：V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(逆逆)V V(正正)V Vt t0 0V V(正正)V V(逆逆)V V(正正)V V(逆逆)升高温度升高温度降低温度降低温度对于反应对于反应 m A+n B p C +q D;m A+n B p C +q D;H H3、温度引起平衡移动的相关图象三、平衡移动的相关图象2021/8/8 星期日10 2-4 2-4 合成氨条件的选择合成氨条件的选择一、合成氨条件的选择一、合成氨条件的选择N N2 2 (g)(g)+3H +3H2 2 (g)(g)2NH 2NH3 3 (g)(g)；H 0H 01 1体积体积 3 3体积体积 2 2体积体积气体体积缩小的放热反应。气体体积缩小的放热反应。思考：思考：结合反应特点，你认为采用何种条件有利于氨的合成？结合反应特点，你认为采用何种条件有利于氨的合成？1 1、反应特点反应特点2021/8/8 星期日112 2、条件选择条件选择反应反应特点气体体积缩小的放热反应气体体积缩小的放热反应理 想 条 件实 际 选 择压 强压强越高越好20MPa 50MPa温 度温度越低越好500催化剂使用催化剂使用催化剂N N2 2 (g)(g)+3H +3H2 2 (g)(g)2NH 2NH3 3 (g)(g)；H 0H 02021/8/8 星期日12二、合成氨工业的发展前景二、合成氨工业的发展前景1 1、目前合成氨工业目前合成氨工业原理：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；H 0生产过程简介（见课本流程图）20MPa 50MPa500 铁触媒NH3的合成原料气的制备N2 来自空气，H2来自于水C +H2O CO +H2 高温CO +H2O CO2 +H2 高温 催化剂的中毒：因接触杂质而使失去催化活性的过程。2021/8/8 星期日132 2、未来的合成氨工业未来的合成氨工业氮的固定：把游离态氮转化为化合态氮的过程。人工固氮（化学固氮）：成本高、转化率低、效率低。生物固氮（根瘤菌）：常温常压、成本低、转化率高。新型催化剂催化合成化学模拟生物固氮2021/8/8 星期日14 2、在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2 +O2 2SO3；H 0，试回答下列问题：催化剂 生产过程中常常通入过量的空气，你认为其原因是什么？实际生产控制的温度为400-500，为什么？增大压强对上述反应有何影响？工业上常常采用常压，为什么？课堂练习课堂练习 1、有平衡体系CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；H 0，为了增加CH3OH的产量，应该采取的措施是（）。A、高温、高压 B、适宜的温度、高压、催化剂 C、低温、低压 D、高温、高压、催化剂B B2021/8/8 星期日15 3、能正确反应出：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；H 0 的关系的是（）。D D2021/8/8 星期日16 4、在密闭容器中的可逆反应：CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)；H 0 达到平衡后，只改变下列的一个条件，填写有关的空白：增大容器的体积，平衡 ，c（NO2）将 ，反应混合物的颜色 。升高温度，平衡 ，体系的压强 。加入催化剂，平衡 ，NO2的物质的量 。通入O2，反应体系的颜色 ，NO的物质的量 。通入N2，体系压强 ，平衡 。不移动不移动增大增大加深加深逆向移动逆向移动增大增大不移动不移动不变不变先变深，后变浅先变深，后变浅先减少，后增多先减少，后增多增大增大不移动不移动2021/8/8 星期日172021/8/8 星期日18