《高考化学一轮复习（鲁科版）精品课件7—4化学反应条件的优化——工业合成氨（共67张PPT）.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习（鲁科版）精品课件7—4化学反应条件的优化——工业合成氨（共67张PPT）.ppt（67页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2反应特点 (1)合成氨反应是一个 反应。 (2)合成氨的正反应是气体体积 的反应。 (3)合成氨反应是298 K时能 的 反应,放热,缩小,自发进行,熵减,二、合成氨生产的适宜条件 1合成氨反应条件的选择原理 工业生产中，既要考虑尽量增大反应物的 ，充分利用原料，又要选择较快的 ，提高单位时间内的产量。以上两点是选择反应条件的出发点，当二者发生矛盾时，要结合具体情况具体分析，找出最佳的反应条件。,转化率,速率,理论依据：压强越大，要求动力越大，对材料和设备的制造要求就越高。 (2)温度 适宜条件： 左右。 理论依据：该温度下催化剂的活性最高，反应速率比较快，氨的含量也相对较高。 (3)催化剂
2、 适宜条件：以 为主的多成分催化剂，又称,700 K,铁触媒,铁,理论依据：加快反应速率。 (4)浓度 适宜条件：氮气和氢气按分压比 混合，适时分离出氨气。 理论依据：适当提高氮气的分压，来提高氢气的转化率。 (5)其他 为了提高原料的 ，未反应的氮气和氢气 使用并及时补充氮气和氢气。,12.8,利用率,循环,1工业生产中化学反应条件优化的一般分析方法 (1)工业生产中既要考虑反应速率快，又要考虑原料利用率高，所以在选择生产条件时，应从这两方面分析，同时也要考虑实际条件的限制。当两者出现矛盾时，两者都要兼顾，特别要适应催化剂的活性。如合成氨及合成三氧化硫的温度的选择；压强则在条件允许范围内选择
3、；同时还可增大廉价原料的用量，及时分离出产物，既可以增大反应速率，又可提高平衡转化率。 (2)在合成氨工业生产过程中，要注意原料的净化处理，以防止催化剂中毒。,2工业生产中适宜条件的选择 (1)目的：尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度。 (2)依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。,【答案】(1)对于一个实际工业生产的反应原理，既要考虑反应的限度问题，也要考虑反应的速率问题，使用催化剂主要是为了在不影响限度的情况下加快反应速率，提高单位时间内产物的产量(2)在该温度下，催化剂的活性最高，反应速率较大，反应的限度虽然有所降低，但综合分析，单位时间内的产量还是最理想的 (3)正放出
4、14/15(4)0.04 molL1min1,【方法技巧】对于联系实际工业生产的试题，充分利用速率和平衡理论，采用最优化方法，结合实际，提高单位时间的产量，获得最大“效益”。,1步骤 (1)写出有关化学平衡的方程式。 (2)确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 (3)根据已知条件建立等式关系进行解答。,【答案】(1)25%(2)增大(3)6(4)41% 【规律总结】求平衡转化率常使用“三段式法”，转化的量(物质的量、浓度)即为反应的量，平衡转化率实则反应部分与起始加入部分的比值；另外在定温下也可以用平衡常数列式求得反应的平衡转化率。,1本题列举的四个选项是4位同学在学习化学平衡后，联系工
5、业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是() A化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内加快产品的生产 B化学平衡理论是研究怎样使用有限原料提高产品的产量C化学反应速率理论是研究怎样提高原料的转化率 D化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品 答案：C,2在合成氨工业中，为增加氨的日产量，采取的下列措施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500左右的高温 D采用2050 MPa的压强 答案：BC,解析：A项没注明物质状态，不正确；加入催化剂降低反应的活化能，但不改变反应热，故B项正确；C项不正确；D项v(正)、v(逆)均增大，不正确。 答案：B,答案：C,温
6、度计的使用 1测液体物质的温度 这种类型的实验需要测出液体物质的准确温度，因此，应将温度计插入液体物质中间。常见实验有：测物质溶解度、实验室制乙烯等。 2测蒸气的温度 这种类型的实验，多用于测量物质的沸点，由于液体在沸腾时，液体和蒸气的温度相同，所以只要测蒸气的温度。常见实验有：实验室蒸馏石油、测定乙醇的沸点等。,3测水浴温度 这种类型的实验，往往要求使反应物的温度保持相对稳定，所以利用水浴加热，温度计则插入水浴中。常见实验有：温度对反应速率影响的反应、苯的硝化反应、乙酸乙酯的水解反应等。,一、选择题(每小题5分，共50分) 1有关合成氨工业的说法中，正确的是() A从合成塔出来的混合气体，其
7、中NH3只占13%14%，所以生产氨的工厂的效率都很低 B由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C合成氨工业的反应温度控制在500左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D合成氨厂采用的压强是2010750107 Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大,解析：由于N2、H2循环使用，故A不正确，B正确；采用500C左右是催化剂在此温度下活性最大，反应速率大，并不能促进平衡移动，C不正确；催化剂的活性取决于温度，D不正确。 答案：B,2合成氨工业上采用循环操作，主要目的是() A加快反应速率B提高NH3的平衡浓度 C降低NH3的沸点 D提高N2、H2的利用率 答案：D,答案
8、：D,解析：只有A项能降低反应速率。 答案：A,6一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是() A16.7% B20.0% C80.0% D83.3%,答案：A,10(2010年西城区质检)在425C时，1升密闭容器中发生某化学反应，其浓度与时间变化，速率与时间变化如图所示。,下列叙述错误的是() A图中t0时，三种物质的物质的量相同 B图中的逆反应为H2I2=2HI C图中当c(HI)3.16 molL1时，反应停止了 D图与图中起始反应物不同 答案：C,13(14分)(2009年全国理综)某温度时，在2 L密闭
9、容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。 (1)根据下表中数据，在图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：,(2)体系中发生反应的化学方程式是_； (3)列式计算该反应在03 min时间内产物Z的平均反应速率：_； (4)该反应达到平衡时反应物X的转化率等于_；,(5)对比曲线1和表中数据可知：曲线1达到平衡所用时间短(2 min)，且生成的Z较少，即相对原平衡来说是增大了反应速率且平衡向逆向移动，故曲线1改变的条件是升高了温度。对比曲线2和表中数据可知：曲线2达到平衡所用时间短(1 min)，但Z的量不变，即加快了反应速率但平衡没有移动
10、，故曲线2改变的条件是加入了催化剂。对比曲线3和表中数据可知：曲线3达到平衡所用时间短(7 min)，且平衡时生成Z的量增多(0.95 mol)，即加快了反应速率且平衡向正向移动，故曲线3改变的条件是增大压强。,答案：(1),请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)： (1)在上述条件下反应能够自发进行，则反应的H_0(填写“”、“”或“”)。 (2)前2 s内的平均反应速率v(N2)_。 (3)在该温度下，反应的平衡常数K_。 (4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是_。,A选用更有效的催化剂 B升高反应体系的温度 C降低反应体系的温度 D缩小容器的体积,(5)研究表明在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。,解析：(1)反应自发进,