化学反应的调控课件高二上学期化学人教版选择性必修1

1J·mol-1·K-1自由能与化学反应的方向∆G=∆H–T∆S∆G=∆H–T∆S（Ｔ为热力学温度，为正值）D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)下列说法中正确的是（）3kJ·mol-1∆S=-280.判断下列反应能否自发进行通常情况下，气体分子数增大的化学反应为熵增的反应。问题一：什么是自发反应？但只根据熵变判断化学反应的方向是不全面的。想一想：下列吸热反应为什么能自发进行？有什么共同点？1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？4J·mol-1·K-1问题一：什么是自发反应？9J·mol-1·K-1有序排列的火柴散落时成为无序排列化学（人教版）选择性必修1第二章第三节利用熵变和焓变对自发反应方向性的判断不一致时，怎么办？2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)1．在下列变化中，体系的熵将发生怎样的变化？能够自发进行的反应一定是熵增的过程化学反应的调控授课教师：学校：化学（人教版）选择性必修1第二章第四节新课引入日常生活中对化学反应的调控思考：假如你是一个化工厂的老板对工业生产你主要应该考虑哪些问题？思考探究

工业生产中应该考虑那些问题呢？速率产率经济成本安全条件设备条件知识回顾1、影响反应速率的因素浓度CV温度压强催化剂VTPV加催化剂V2、影响平衡的因素浓度温度压强增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正向移动升高温度，平衡向吸热方向移动增大压强，平衡向V

的方向移动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

(1)可逆性：反应为

反应。(2)体积变化：正反应是气体体积

的反应。(3)焓变：ΔH

0，熵变：ΔS

0。(4)自发性：常温(298K)下，ΔH－TΔS

0，能自发进行可逆减小

＜

＜

＜

【思考】根据合成氨反应特点，如何通过选择反应条件加快反应速率和提高平衡混合物中氨的含量N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol-1对合成氨反应的影响影响因素浓度温度压强催化剂增大合成氨的反应速率

提高平衡混合物中氨的含量

增大反应物浓度升高降低增大增大使用无影响增大反应物浓度或减小生成物浓度【思】【议】2、原理分析【问题3】分析表中数据，结合合成氨反应的特点，讨论应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量。温度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.1013.823.131.4【结论】①升高温度，氨的含量

；这与反应速率是

的。②增大压强，氨的含量

；这与反应速率是

的。降低相矛盾增大相一致3、数据分析（3）理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，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。压强（1）原理分析：压强

。（2）选用条件：一般采用的压强为

。二、工业合成氨的适宜条件越大越好10～30MPa温度（1）原理分析：采用

以提高平衡转化率。（2）选用条件：一般采用的温度为

。（3）理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长。低温400～500℃催化剂（1）选用条件：采用加入

（以铁为主体的多成分催化剂）。（2）理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较

低温度时能较快地进行反应.注：为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。

合成氨反应一般选择400～500℃进行的又一重要原因为铁触媒在500℃左右时的活性最大。铁触媒【思考】在温度与压强的最佳条件下，平衡混合物中氨的含量仍不高，怎么办？温度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.1013.823.131.4交流讨论及时补充N2和H2增大反应物浓度原料气循环通过合成塔原料气循环利用浓度还有什么办法可以提高氨的产率？浓度降低生成物的浓度将氨气及时从气态混合物中分离出去合成氨的工艺流程1、铁触媒催化剂2、400～500℃3、10MPa～30MPa4、原料气循环使用，及时分离出氨气明确目的

确定反应原理分析实践层面化学平衡反应速率设备可行成本核算化工生产中调控反应的一般思路可行性找条件思想理念“绿色化学”可持续发展1.如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是（

）A.步骤①中“净化”可以防止催化剂“中毒”B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率D.为保持足够高的反应速率，应在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去c【课堂练习】（1）从理论上分析，为了使SO2尽可能多转化为SO3，应选择的条件是______________（2）在实际生产中，选定的温度为400~500℃，原因是______________________________________________________________________________________2.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H＝－196.6kJ/mol。(已知制备SO3的过程中催化剂是V2O5,在400--500℃效果最好）下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。450℃、10Mpa温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需要时间变长；温度较高，二氧化硫的转化率会降低。【课堂练习】温度/℃平衡时SO2的转化率/%0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3（3）在实际生产中，采用的压强为常压，原因是__________（4）在实际生产中，通入过量空气，原因是