高三化学一轮复习课件第九章第九章第三节.ppt

第三节合成氨工业 化学平衡的计算 考纲要求 以合成氨工业生产为例 用化学反应速率和化学平衡观点理解工业生产的条件 一 合成氨条件的选择 n2 3h22nh3 a 可逆反应b 正反应放热c 正反应是气体体积减小的反应 化工生产要考虑的问题 首要 经济效益与社会效益 基本要求 a 单位时间内产量高b 原料利用率高 反应速率问题 化学平衡问题 1 反应特点 高温 高压 使用 高压 低温 无影响 2 合成氨条件的分析 3 合成氨采取的适宜条件 1 使用催化剂 这样可以大大加快化学反应速率 提高生产效率 也提高了经济效益 2 选择合适的温度 500 左右 该温度是合成氨催化剂的活性温度 3 选择合适的压强 20mpa 50mpa 该压强下进行生产 对动力 材料 设备等来说正合适 实际生产中 还需将生成的nh3及时分离出来 并不断向体系中补充n2 h2以增加反应物浓度 使平衡向合成氨的方向进行 化学平衡计算的基本模式 平衡 三步曲 二 有关化学平衡的计算 注意 1 转化量与方程式中各物质的系数成比例2 这里a b可指物质的量 浓度 体积等3 对于反应物 平 始 转对于生成物 平 始 转 起始ab00转化mxnxpxqx平衡a mxb nxpxqx 可逆反应进行程度的描述方法 转化率 产率 1 反应物的转化率 反应物的转化量 该反应物起始量 100 2 产物的产率 产物的实际量 该产物的理论量 100 反应达到平衡后 ca b的转化率可提高 但a的转化率一般降低 cb a的转化率可提高 但b的转化率一般降低 反应物转化率与浓度的关系 对于多种物质参加的反应 气 液态 同时按比例增加a b的浓度 a b的转化率都增大 m n p q m n p q 同时按比例增加a b的浓度 a b的转化率都减小 m n p q 同时按比例增加a b的浓度 a b的转化率都不变 对于分解反应 要视反应前后物质的化学计量数而定 不论如何改变反应物的浓度 反应物的转化率都不变 增加反应物的浓度时 反应物的转化率减小 m n p m n p m n p 增加反应物的浓度时 反应物的转化率增大 例 pcl5pcl3 cl2反应达到平衡后 再向密闭容器中加入pcl5 反应达到新平衡时 pcl5转化率 例 h2 i22hi反应达到平衡后 再向密闭容器中加入hi 达到新化学平衡时反应物的转化率 例 2no2n2o4反应达到平衡后 再向密闭容器中加入no2 反应达到平衡时no2的转化率 减小 增大 不变 例 在一个固定体积的密闭容器中 放入2molx和3moly 在一定条件下反应 4x 气 3y 气 2q 气 nr 气 达到平衡后 容器内温度不变 容器内压强比原来增加5 x的浓度减小1 3 则反应方程中的n值为 a 5b 3c 6d 2 c 3 计算技巧 1 差量法 例 在一定温度下的密闭容器中加入co和h2o 气 各1mol当反应co h2o 气 co2 h2达到平衡时生成0 5mol的co2 若其它条件不变 再充入8molh2o 气 重新达到平衡时co2的物质的量为 a 0 5molb 0 93molc 1mold 1 5mol b 2 极限法 例 将1mola 2molb的混合物132g在密闭容器中反应 a 气 2b 气 2c 气 2d 气 达到平衡后 测得a的转化率为30 则平衡时混合气体的平均分子量为 a 44b 48c 40d 52 c 3 守恒法 1 浓度 时间图 1 写出化学反应方程式 2 求反应a的转化率 例 a的转化率 0 25 4 62 5 a b c t c 何为反应物 生成物反应物 生成物计量数关系是否为可逆反应 解题关键 写出反应方程式 计算反应物的转化率 计算某物质的化学反应速率 三 化学平衡的图象 0 例 ma g nb g pc g qd s h q a或b c 时间 浓度 t1t2t3 此图在t2时 如果是加热 那么q值0 如果是减压 那么m np 填 或 2 速率 时间图 可用于 1 表示反应速率的变化和化学平衡的移动 2 已知反应 判断引起平衡移动的因素 增大反应物浓度 正 引起平衡移动的因素是 平衡将向方向移动 减小生成物浓度 正 例 例 已知对某一平衡改变温度时有如下图变化 则温度的变化是 升高或降低 平衡向反应方向移动 正反应是热反应 升高 正 吸 增大 逆 由于v正 v逆均有不同程度的增大 引起平衡移动的因素可能是 分析 根据反应方程式 升高温度平衡向方向移动 与图示 增大压强平衡向方向移动 与图示 故此题中引起平衡移动的因素是 a 升高温度b 增大压强 逆反应 相符 正反应 不相符 升高温度 例 对于反应ma g nb g pc g qd g 有如下图所示的变化 请分析t1时的改变因素可能是什么 并说明理由 由于v正 v逆相同程度的增大 t1时的改变因素可能是 平衡没有移动 v逆 t1 v正 0 a 加入 正 催化剂b 当m n p q时增大压强 总结 速率 时间图的关键 看出反应速率的变化 判断化学平衡的移动方向 判断影响化学反应速率和化学平衡的因素 3 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图 例 对于反应ma g nb g pc g qd g t1t2 t t1 t2 p1p2 正反应 m np q 吸热 例 对于反应ma g nb g pc g qd g p1p2 m np q 对于反应ma g nb g pc g qd g p1p2 t1t2 m np q 正反应热 总结 某物质的转化率 或百分含量 时间 温度 或压强 图的关键 判断温度 或压强 的大小 学会 定一议二 法 吸 4 某物质的转化率 或百分含量 温度 压强图 例 对于反应ma g nb g pc g qd g 正反应热 正反应热 m np q m np q 放 吸 例 ma g nb g pc g qd g m np q 正反应热 吸 例 对于2a g b g c g 3d g 正反应吸热 有如下图所示的变化 图中y轴可能表示 a b物质的转化率b 正反应的速率c 平衡体系中的a d 平衡体系中的c ad 总结 某物质的转化率 或百分含量 温度 压强图的关键 学会 定一议二 法 找出条件改变对平衡的影响 5 其它 正反应热 正反应热 正反应热 m np q 例 对于反应ma g nb g pc g qd g 吸 吸 放 t 0 例 在一固定体积的容器中 在一定条件下发生反应a s 2b g 2c 且达到化学平衡 当升高温度时 容器内气体的密度随温度的变化如图所示 a 若c是气体 正反应是放热反应b 若c是气体 正反应是吸热反应c 若c是非气体 正反应是放热反应d 若c是非气体 正反应是吸热反应 bc 例 ma s nb g pc g h 0的可逆反应中 在恒温条件下 b的体积分数b 与压强 p 关系如图所示 有关叙述正确的是 a m nv逆 y点 v正pd x点比y点反应速率慢 bd 例 在一定条件下 固定容积的密闭容器中反应 2no2 g o2 g 2no g h 0 达到平衡 当改变其中一个条件x y随x的变化不符合图中曲线的是 a 当x表示温度时 y表示no2的物质的量b 当x表示压强时 y表示no2的转化率c 当x表示反应时间时 y表示混合气体的密度d 当x表示no2的物质的量时 表示o2的物质的量 cd 例 如图所示 图中a曲线表示x g y g 2z g w s q的反应过程 若使a曲线变为b曲线 可采取的措施是 a b a 加入催化剂b 增大y的浓度c 降低温度d 增大体系压强 ad 总结 解答平衡图象题的方法与思路 1 看懂图象 五看 一看面 即看清横坐标和纵坐标的含义 二看线 即看线的走向 变化的趋势 三看点 即看线是否通过原点 线的交点和拐点 四看要不要作辅助线 如等温线 等压线 五看定量图象中有关量的多少 2 依据规律即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律 且熟练准