_第二章第四节 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.pptx

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1、,第二章 化学反应速率与化学平衡,广南县第一中学校,第四节 化学反应的调控,引入,工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol1,化学反应的调控,化学反应的调控,1.合成氨反应及其特点,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol1,合成氨反应是可逆反应。,由化学方程式中的化学计量数关系可知，正反应是气体分子数减小的反应。,根据H92.4 kJmol1可知，正反应是放热反应。,反应特点,化学反应的调控,增大,升高,增大,降低,增大,增大,使用,无影响,思考与讨论,2.工业合成氨生成条件的选择,化学反应

2、的调控,2.工业合成氨生成条件的选择,（2）数据分析,化学反应的调控,结论分析,升高温度，氨的含量降低。这与反应速率是矛盾的；增大压强，氨的含量增大。这与反应速率是一致的。,那么实际生成中到底选择哪些适宜的条件呢？,化学反应的调控,(3)合成氨实际生成选择,压强,原理分析表明，合成氨时压强越大越好；但压强大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。 目前，一般采用的压强为10 MPa30 MPa。,2.工业合成氨生成条件的选择,化学反应的调控,温度,根据平衡移动原理，合成氨应采用低温以提高平衡转化率。但温度降低会使反应速率减小，达到

3、平衡时间变长，这在工业生产中是很不经济的。 目前，一般采用的温度为400 500 。,(3)合成氨实际生成选择,2.工业合成氨生成条件的选择,化学反应的调控,催化剂,使用催化剂能改变反应历程，降低反应活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。目前合成氨工业中普遍使用的是铁触媒。铁触媒在500左右时活性最大，这也是合成氨一般选择400 500 进行的重要原因。,(3)合成氨实际生成选择,2.工业合成氨生成条件的选择,化学反应的调控,浓度,(3)合成氨实际生成选择,2.工业合成氨生成条件的选择,为提高平衡转化率，工业上采取迅速冷却的方法，使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气N2和H2，并及

4、时补充循环使用，使反应物保持一定的浓度。,化学反应的调控,综上可知,要使合成氨的化学反应具有理想的反应速率和反应物的平衡转化率,应掌握合成氨化学反应本身的特点,运用化学反应速率和化学平衡原理,同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素,综合确定合成氨的条件。当前,从所用催化剂的活性对温度的要求、工业生产对化学反应的速率与限度的要求、制作生产设备的材料性能和技术水平、追求生产投入与产品的最大正效益等实际情况来看,400500 的温度、1030 MPa的压强和铁触媒的组合是合成氨的最佳条件。,化学反应的调控,3.化学反应的调控,含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。考虑实际

5、因素 a.结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件。 b.根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。,化学反应的方向,课堂练习,在硫酸工业中，通过下列反应使SO2 氧化为SO3：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2转化率的统计数据：,化学反应的方向,(1)从理论上分析，使SO2尽可能多、尽可能快地转化为SO3，应选择的条件是什么？(2)在实际生产中，选定450 ，其原因是什么？(3)在实际生产中，采用的压强为常压，其原因是什么？(4)在实际生产

6、中，通入过量的空气，其原因是什么？(5)尾气中的SO2必须回收，其原因是什么？,化学反应的方向,提示：(1)低温、高压。(2)该反应是放热反应，升高温度，转化率降低；此温度下催化剂的活性最高。(3)0.1 MPa(常压)下SO2的转化率已经很高，若采用较大的压强，不仅SO2的转化率提高很少，且需要更大动力，对设备的要求更高，增加成本。(4)增大O2浓度，提高SO2的转化率。(5)SO2有毒，防止污染环境。,化学反应的方向,(2021孝感高二测试)可逆反应3H2(g)N2(g) 2NH3(g)H0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是()A升高温度，减小压强，增

7、加氮气B降低温度，增大压强，加入催化剂C升高温度，增大压强，增加氮气D降低温度，增大压强，分离出部分氨,课堂练习,化学反应的方向,在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，实施下列措施的变化过程中与平衡移动无关的是() A不断将氨分离出来 B使用催化剂 C采用700 K左右的高温而不是900 K的高温 D采用2107 Pa5107 Pa的压强,课堂练习,化学反应的方向,合成氨工业的原料气中含有少量CO，CO会使催化剂失去催化能力(催化剂中毒)，因此，在进入合成塔前必须将其除去。一般用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的CO，其反应为Cu(NH3)2Ac(aq)CO(g)NH3(g) Cu(NH3)3COAc(aq)(正反应为放热反应)。 (1)醋酸二氨合铜吸收CO的生产适宜条件是 。 (2)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过处理后可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，醋酸铜氨溶液再生的生产适宜条件是 。,课堂练习,化学反应的方向,解析：(1)醋酸二氨合铜吸收CO的反应为气体体积减小的放热反应，降低温度或增大压强，平衡向吸收CO的方向移动，故应采用低温、高压作为生产条件。(2)放出CO的反应正好和吸收CO的反应相反，应采用高温、低压作为生产条件。答案：(1)低温、高压(2)高温、低压,