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1、合成氨反应中平衡图像专题影响影响化学反应速率化学反应速率和和化学平衡化学平衡的因素有哪些的因素有哪些?化学反应速率化学反应速率 化学平衡化学平衡 温度温度气体压强气体压强催化剂催化剂浓度浓度温度温度越高越高，反应速率反应速率 压强压强越大越大，反应速率反应速率 反应速率反应速率反应物浓度反应物浓度越大越大，反应速率反应速率升高温度升高温度，平衡向，平衡向 方向移动方向移动增大压强增大压强，平衡向，平衡向 的方向移动的方向移动对平衡对平衡增大增大反应物浓度，平衡反应物浓度，平衡 移动移动【复习回顾复习回顾】越大越大越大越大加快加快越大越大吸热吸热气态物质系数减小气态物质系数减小无影响无影响正向正
2、向在实验室模拟工业合成氨的反应原理在在实验室模拟工业合成氨的反应原理在500、30MPa、铁触煤催、铁触煤催化剂的条件下化剂的条件下，在，在1L的密闭容器中的密闭容器中加入加入0.2mol的的N2和和0.6mol的的H2，反应过程各物质的浓度如图所示。反应过程各物质的浓度如图所示。5分钟时反应达到平衡，分钟时反应达到平衡，已知工业合成氨反应已知工业合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1tc0.20.6minmoL/L5NH3在在0-5min内的平均反应速率为？内的平均反应速率为？H2的平衡转化率为？的平衡转化率为？平衡时平衡时NH3的物质的量分数为？的物质的量分
3、数为？0.032moL/(Lmin)40%25%0.16工业合成氨工业合成氨已知工业合成氨反应为已知工业合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1单位时间内产率高单位时间内产率高原料的利用率要高原料的利用率要高加快化学反应速率加快化学反应速率增大化学反应限度增大化学反应限度工业合成氨工业合成氨tvv正正v逆逆N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1v正正v逆逆v正正v逆逆v正正v逆逆=v正正v逆逆其中其中t1、t2、t3、t4时刻时刻所对应的改变的实验条件分别是所对应的改变的实验条件分别是一速率速率图像图像1、速率、速率-时间图时间图t1：增加
4、氢气或者氮气浓度增加氢气或者氮气浓度 t2：增大压强增大压强t3：降低温度降低温度t4：催化剂催化剂t1 t2 t3 t4 使使N NH H3 3生产得生产得快快（速率分析）（速率分析）外界外界条件条件压强压强温度温度催化剂催化剂浓度浓度高压高压高温高温铁触煤铁触煤增大反应物浓度增大反应物浓度A.增大氧气的浓度增大氧气的浓度 B.增大压力增大压力C.升高温度升高温度 D.加入催化剂加入催化剂当堂检测当堂检测C2、对于反应、对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)+H2(g)H+131.3 kJmol1有下图所示变化，请有下图所示变化，请t1和和t2分析引起平衡移动的原因是什么？分析引起平衡移
5、动的原因是什么？v逆逆t1 tvv正正加入催化剂加入催化剂增大压强增大压强v逆逆v正正t2 升高温度升高温度当堂检测当堂检测小结：小结：改变条件使平衡移动的瞬间改变条件使平衡移动的瞬间曲线是连续的，曲线是连续的，则是物质则是物质浓度浓度发生改变发生改变改变条件使平衡移动的瞬间改变条件使平衡移动的瞬间曲线出现断点，曲线出现断点，则是则是温度温度改变或是改变或是压强压强改变改变改变条件反应速率变化但是改变条件反应速率变化但是平衡不移动，平衡不移动，则是使用则是使用催化剂催化剂或是反应前后或是反应前后气体系数不变气体系数不变的反应中压强改变的反应中压强改变t“先先拐拐先先平平”二二 化学平衡图像化学
6、平衡图像2 转化率转化率/百分含量百分含量-时间时间-压强压强/温度温度 图像：图像：压强对转化率的影响压强对转化率的影响温度对转化率的影响温度对转化率的影响10 MPaH2的的转转化化率率20 MPaN2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1t1 t2tH2的的转转化化率率400500t1 t2tP1NH3%P2tT1NH3%T2“先先拐拐先先平平”分别判断压强大小和温度大小分别判断压强大小和温度大小？P1 P2T1 T2N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol12 转化率转化率/百分含量百分含量-时间时间-压强压强/温度图像：温度图像：3转化率转化率(或
7、百分含量或百分含量)-压强压强-温度图温度图定一议二定一议二10-30MPa 400-500 在一定温度、压强下，在一定温度、压强下，N2和和H2的投料比为的投料比为1:2.8时，平衡混合时，平衡混合物中氨气的含量最高物中氨气的含量最高4 其它其它N2(g)3H2(g)2NH3(g)决速步决速步适当提高氮气的比例适当提高氮气的比例4 其它其它 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1在在恒恒压压、N2和和H2的的起起始始浓浓度度一一定定的的条条件件下下，相相同同时时间间，测测得得不不同同温温度度下下H2转转化化为为NH3的的转转化化率率如如图图中中实实线线所所示示(图图2中
8、中虚虚线线表表示示相相同同条条件件下下H2的的平衡转化率随温度的变化平衡转化率随温度的变化)。H2转转化化率率T/图图1 1未加催化剂未加催化剂200 400 600 800 1000H2转转化化率率T/图图2 2加催化剂加催化剂思维建模：思维建模：1.1.面：面：弄清横坐标和纵坐标的意义。弄清横坐标和纵坐标的意义。2.2.点：点：弄清图像上点的意义，特别是一些特殊点（如与坐弄清图像上点的意义，特别是一些特殊点（如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义。的意义。3.3.线：弄清图像的走势。线：弄清图像的走势。15使使N NH H3 3生产得生产得快
9、快（速率分析）（速率分析）外界外界条件条件压强压强温度温度催化剂催化剂浓度浓度高压高压高温高温铁触煤铁触煤增大反应物浓度增大反应物浓度使使N NH H3 3生产得多生产得多（平衡分析）（平衡分析）外界外界条件条件压强压强温度温度催化剂催化剂浓度浓度低温低温高压高压增大反应物浓度增大反应物浓度无影响无影响10-30MPa400-500 1:2.81:2.8合成氨条件的选择合成氨条件的选择或者减小氨气浓度或者减小氨气浓度铁触煤铁触煤3 对于反应对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)+H2(g)P300200CO%正反应是放热还是吸热？正反应是放热还是吸热？17当堂检测当堂检测吸热吸热4 4.（
10、双选）在一定条件下，将（双选）在一定条件下，将N N2 2和和H H2 2的混的混合合气体通入固定气体通入固定容积的密闭容器中进行合成氨反应：容积的密闭容器中进行合成氨反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3(正正反应为放热反应反应为放热反应)，下列图像表示正确的是（，下列图像表示正确的是（）ACAC1.01101.01105 5 Pa Pa1.01101.01106 6 Pa PaA B C DA B C D温度温度T TN N2 2转转化化率率温度温度T TH H2 2转转化化率率1.01101.01107 7 Pa Pa1.01101.01106 6 Pa Pa1.011
11、01.01105 5 Pa Pa1.01101.01107 7 Pa Pa温度温度T TNHNH3 3%NHNH3 3%时间时间t tT T1 1T T2 2当堂检测当堂检测5在恒容容器中，用在恒容容器中，用CO2和和H2合成甲醇合成甲醇CH3OH：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。相同时间内不同温度下，将。相同时间内不同温度下，将1molCO2和和3mol H2在反应器中反应，测定在反应器中反应，测定CH3OH的产率与温度的关系如图所的产率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是示。下列说法正确的是A图中图中X点速率点速率v正正 v逆逆B该反应是吸热反应该反应是吸热反应C图
12、中图中P点所示条件下，延长反应时间点所示条件下，延长反应时间能提高能提高CH3OH的产率的产率DX点所对应甲醇的产率点所对应甲醇的产率50%，则可以，则可以计算计算520K时的平衡常数时的平衡常数C当堂检测当堂检测1.2021广东卷广东卷 反应反应X=2Z经历两步经历两步:XY;Y2Z。反应体系。反应体系中中X、Y、Z的浓度的浓度c随时间随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是的是()A.a为为c(X)随随t的变化曲线的变化曲线B.t1时时,c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2时时,Y的消耗速率大于的消耗速率大于 生成速率生成速率D.t3后后,c(Z)=
13、2c0-c(Y)D连接高考连接高考连接高考连接高考2、已知：已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，H=-1025kJ/mol，若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反，若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是应的示意图不正确的是 CACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H0CCH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)H03 3一一定定条条件件下下，下下列列反反应应中中水水蒸蒸气气含含量量随随反反应应时时间间的的变变化化趋趋势势符符合下图的是合下图的是()A连接高考连接高考总结总结图像图像速率速率v-时间图时间图浓度浓度c-时间图时间图转化率转化率/百分含量百分含量-时间时间-压强压强（温度温度）图像图像转化率转化率(或百分含量或百分含量)-压强压强-温度图温度图其它其它10-30MPa 400-500 铁触煤铁触煤 合成氨条件合成氨条件n(H2):n(N2)=1：2.8谢谢谢谢