【暑假提升】人教版2019化学高一（升高二）暑假预习-（选修1）第11讲 化学反应的调控 讲学案

一、合成氨反应的原理分析

工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：杨sir化学，侵权必究

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)  ΔH＝－92.4 kJ·mol-1

根据合成氨反应的特点，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？请填入下表。杨sir化学，侵权必究

二、合成氨反应的数据分析

下表的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1：3)。 杨sir化学，侵权必究

思考与交流：合成氨的反应，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？杨sir化学，侵权必究

思考与交流：综合上述两个方面，分析增大合成氨的反应速率与提高平衡混合物中氨的含量所应采取的措施是否一致。在实际生产中到底选择哪些适宜的条件呢?

三、调控化学反应需考虑的问题

1．反应限度：要考虑尽量增大反应物的__________，充分利用原料。杨sir化学，侵权必究

2．反应速率：要选择较快的____________，提高单位时间内的产量。

3．生产要求：要考虑设备的要求和技术条件。

四、合成氨反应的条件调控

思考与交流

命题点一：合成氨的条件调控杨sir化学，侵权必究

【例1】在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列操作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 ℃左右的高温而不是700 ℃的高温

D．采用2×107～5×107 Pa的压强

【变1-1】关于合成氨工业的下列说法正确的是（    ）

A．从合成塔出来的气体，其中氨气一般占15%，所以生产氨的工业效率都很低

B．由于易液化，、可循环使用，则总的说来，氨的产率很高

C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃左右，目的是使平衡向正反应方向进行

D．合成氨工业采用，是因为该条件下催化剂的活性最好

【变1-2】下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是

A．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨

B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应

C．700K左右比室温更有利于合成氨的反应

D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率

【例2】合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图所示。

(1)X的化学式为________。

(2)图中条件选定的主要原因是________(填字母编号)。

A．温度、压强对化学平衡的影响

B．铁触媒在该温度时活性大

C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制

(3)改变反应条件，会使平衡发生移动。如图表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是__________，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是________(填字母编号)。

【例3】下表所列实验数据是在不同温度和压强下达到平衡状态时，混合物中的含量（体积分数）的变化情况[投料比杨sir化学，侵权必究

（1）比较200℃和300℃时的数据，可判断出升高温度，平衡向_____（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，合成氨的正反应为_________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）根据平衡移动原理，合成氨的适宜条件是_________（填序号）

A 高温、高压    B 高温、低压    C 低温、高压    D 低温、低压

（3）500℃、时，的转化率为__________。杨sir化学，侵权必究

（4）工业中实际生产氨时，考虑到浓度对化学平衡及反应速率的影响，常采取的措施有：__________。

命题点二：化学反应的条件调控杨sir化学，侵权必究

【例4】下列生活和生产中的做法或事实，与调控反应速率无关的是（    ）

A．牛奶放在冰箱中冷藏

B．使用加酶洗衣粉洗涤衣物

C．汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂

D．工业合成氨时，及时将氨气液化分离

【例5】 是工业上制硝酸的重要反应，下列有关说法错误的是

A．使用催化剂可以加快反应速率

B．增大压强可以加快反应速率

C．达到平衡时，V(正)＝V(逆)

D．增大O2的浓度可以使NH3全部转变为NO

【练1】不符合工业合成氨生产实际的是

A．铁触媒作催化剂 B．N2、H2循环使用

C．NH3液化分离 D．反应在常压下进行

【练2】在一定条件下，对于密闭容器中的反应：N2＋3H22NH3，下列说法正确的是(　　)

A．当氮气和氢气投料比(物质的量之比)为1∶3时，达到平衡时氨的体积分数最大

B．增加铁触媒的接触面积，不可能提高合成氨工厂的年产量杨sir化学，侵权必究

C．达到平衡时，氢气和氨气的浓度比一定为3∶2

D．分别用氮气和氢气来表示该反应的转化率时，数值大小一定相同

【练3】在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。

(1)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示：

请写出t℃时NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式_______(反应热用a、b、e、d代数式表示)。t℃该反应的平衡常数为_______(用K1和K2表示)。请解释该反应能否自发进行_______。

(2)一定温度下，将2molN2和6molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)  △H＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率，数据如下：

①上表中T1_______T2(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小关系是_______(用含“＞”“＜”或“=”的关系式表示)。

②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v=，k为速率常数。以下说法正确的是_______(填字母)

A．升高温度，k值增大

B．T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态

C．将原容器中的NH3及时分离出来可使v增大

D．合成氨达到平衡后，增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。

③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN2后，平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。杨sir化学，侵权必究