高二化学 合成氨条件的选择知识精讲 人教版第二册（通用）.doc

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1、高二化学合成氨条件的选择知识精讲人教版第二册【本讲教育信息】一.教学内容：合成氨条件的选择二.重点、难点1.使学生理解合成氨的化学原理，并能应用化学反应速率和化学平衡理论，选择合成氨的适宜条件，从而培养学生分析问题和解决问题的能力。2.了解合成氨工业生产的主要流程。3.向学生介绍我国解放后合成氨工业的发展情况，对学生进行爱国主义教育。三.具体内容（一）原理  1体积  3体积        2体积（正反应放热）合成氨反应分析角度反应要求外界条件使氨生成得快（从化学反应速率分析）使氨生成得多（从化学平衡分析）压强（高压）（高压）温度（高温）（低温）是否要用催化剂（使用）（不

2、影响）唯物辩证法告诉我们：一切从实际出发，要全面地分析问题．综合考虑化学反应速率和化学平衡移动的条件，再根据工业生产的特点和实际需要，才能正确地选择合成氨工业的适宜条件。（二）适宜条件的选择1.压强。增大压强，有利于的合成，但在实际生产中，压强不可能无限制的增大，因为压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，势必增大生产成本，降低综合经济效益。因此，受动力、材料、设备等条件的限制，目前我国合成氨厂一般采用的压强是。2.温度。合成氨为放热反应，低温有利于氨的生成。但是温度越低，反应速率越慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是

3、很不经济的。综合考虑各种因素，在实际生产上，采用500℃的温度，此时催化剂的活性最大。3.催化剂。由于分子非常稳定，与的化合十分困难，即使采用了加热与高压的条件，合成氨的反应还是十分缓慢。为了加快化合反应速率，降低反应所需要的能量，合成氨工业普遍使用铁触媒作催化剂。合成氨的化学反应原理可以用以下化学方程式表示：（三）综合分析：1.增加与的体积比，并不断分离出，同时补充和的浓度。2.增大压强为设备钢板能承受的程度，一般为～。3.由于催化剂活性的需要应掌握在500℃。【典型例题】[例1]在某容积一定的密闭容器中，可逆反应：，符合下列图象（I）所示关系。由此推断对图象（II）的

4、正确说法是（）A.，Y轴表示A的转化率B.，Y轴表示B的百分含量C.，Y轴表示混合气体的密度D.，Y轴表示混合气体的平均相对分子质量III解析：依图（I）中，确定P，看T1、T2曲线，先拐说明先达到平衡，由此可知；同样确定T，看P1、P2曲线，由先拐先平，可知；再观察曲线与纵坐标关系，可知当T↑c%↓，则平衡向左移动，正反应为放热反应，P↑c%↑，则平衡向右移动，，。由图（I）所得结论，分析图II，可知y代表A的转化率，还可表示混合气体的平均相对分子质量。答案：A、D[例2]将加入到V升的反应器中，在高温下放电，经建立了平衡体系：，此时测知的转化率为30%，下列图象能正确

5、表示气体的物质的量浓度（m）跟时间（t）的关系的是（）ABCD解析：根据题意可知如下几点：（1）O2转化率为30%。（2）开始反应器中无O3，经计算又可知，但平衡时，则A、B、D错误。答案：C[例3]在容积不同的密闭容器内，分别充入同量的和，在不同温度下，任其发生反应：，并分别在t秒时测定其中的体积百分含量，如图。（1）A、B、C、D、E五点中，尚未达到化学平衡状态的点是。（2）此可逆反应的正反应是（反应）（填“放热”或“吸热”）。（3）A、C段的曲线是增函数，C、E段曲线是减函数，试从反应速率和化学平衡的角度说明理由：。解析：首先弄懂此图的涵义，从0→C是平衡前，由于正

6、反应是放热反应，随反应进行，%↑，T升高，从C→E是平衡时，T升高，平衡向←移动，%下降。答案：（1）A、B；（2）放热；（3）C点生成%最高，是平衡点，在A——C段平衡前，C——E段升高温度，%含量减少，正向放热，升温平衡逆向移动。[例4]合成氨所用的可由煤与水反应制得，其中有一步反应为，欲提高CO转化率可采用的方法有：①降低温度；②增加压强；③使用催化剂；④增大CO的浓度；⑤增大水蒸气的浓度；其中正确的组合是（）A.①②③④⑤B.①⑤C.①④⑤D.只有⑤解析：该反应是一个气体总体积不变的放热反应，欲提高CO的转化率，可设法使化学平衡向正反应方向移动，显然降低温度可以满

7、足这一要求，增加水蒸气的浓度，平衡向正反应方向转动，CO的转化率也可以增大；但若增加CO的浓度，平衡虽然向右移动，但CO的总量增大，其转化率反而减小，增大压强的使用催化剂的操作只能加快反应速率，缩短达平衡的时间，而与平衡时CO的转化率无关。答案：B[例5]下列事实不能用勒沙特列原理解释的是（）A.加入催化剂有利于合成氨的反应B.高压有利于合成氨的反应C.500℃有利于合成氨的反应D.将混合气体中的氨气液化有利于合成氨反应答案：AC解析：合成氨的反应是一个气体体积缩小的放热反应，加压能使平衡向生成氨的方向移动，升温不利于生成氨，