化学人教版（2023）选择性必修1 2.4化学反应的调控（共27张ppt）

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第二章第四节化学反应的调控

核心素养发展目标

1.变化观念与平衡思想：知道如何应用化学反应速率和化学平衡分

析合成氨的适宜条件，体会应用化学原理分析化工生产条件的思

路和方法。

2.科学态度与社会责任：认识化学反应速率和化学平衡的调控在工

业生产中的重要应用，探索最适宜的化工生产条件。

绵延不断的战争

瘟疫等自然灾害

粮食产量低，不能解决温饱问题

1900年以后，世界人口快速增长

1800年以前，世界人口增速缓慢

？

新的氮肥

医疗水平低下

氧化法

N2(g)＋O2(g)2NO(g)

还原法

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

298KK＝3.8×10-31

298KK=5.0×108

思考：选用哪种方法固氮？

通过对比，合成氨是可行的

N2NONO2HNO3硝酸盐

N2NH3铵盐

1918年，德国化学家弗里茨·哈伯，研究从单质氮气合成氨而获奖

1931年，德国化学家卡尔·博施发展合成氨化学高压技术而获奖

2023年德国化学家格哈德·埃特尔由于他的固体表面化学反应的研究而获奖

哈伯合成氨实验装置

压强：17.5—20MPa

温度：500—600°C

催化剂：锇金属

氨的含量：6%

用空气制造面包的圣人

任务一：如何提高合成氨中，平衡混合物中氨的百分含量？

化学平衡角度

化学反应速率角度

1.合成氨反应的特点：

合成氨反应N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)。已知298K时：

ΔH＝－92.4kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1。

常温(298K)下，ΔG=ΔH－TΔS”或“<”)0。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是_______________________________________

____________________________________________________________________

在250℃、1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低

任务六：课堂演练

<

温度平衡时SO2的转化率(%)1×105Pa5×105Pa1×106Pa5×106Pa1×107Pa

450℃97.598.999.299.699.7

550℃85.692.994.997.798.3

2.在硫酸工业中.通过下列反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0。制备SO3过程中使用的催化剂是V2O5。下表为不同温度和压强下SO2的转化率，试回答下列问题：

（1）实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，是由于_______________。

（2）实际生产中采用的压强为常压，原因是_______________。

（3）根据化学原理综合分析，为了使SO2尽可能转化为SO3，可控制的条件是_______________________。

此温度下，催化剂活性最高

在常压下，SO2的转化率（97.5%）已经很高，若再加压，平衡正向移动效果不明显，且对设备要求高，成本高

3

450℃、常压、催化剂

3.合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)

在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]AcCO△H<0。回答下列问题：

（1）必须除去原料气中的CO的原因是_________

（2）醋酸二氨合铜溶液吸收CO的适宜条件是___________。

（3）吸收CO后的醋酸二氨合铜