魯科版化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨第1課時(shí)word教案-資料下載頁(yè)
2025-11-26 05:26本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】１.了解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨的適宜條件；學(xué)生考慮合成氨生產(chǎn)中動(dòng)力、設(shè)備、材料生產(chǎn)效率等因素，尋找工業(yè)合成氨生產(chǎn)的最佳條件?；瘜W(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的重要因素有哪些？催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)。今天這節(jié)課我們就看看如何利用化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)將一個(gè)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，合成氨從第一次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn)經(jīng)歷了約150年的時(shí)間。設(shè)想在1913年成為工業(yè)現(xiàn)實(shí)。發(fā)了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。請(qǐng)根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析298K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？假設(shè)△H和△S不隨溫度變化，算得T<。體積比為1：3時(shí)平衡混合物中氨的含量最高。應(yīng)符合實(shí)際科學(xué)技術(shù)。③催化劑要在一定溫度下催化活性最大。增大反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率，減小生成物的濃度可以使平衡正向移動(dòng)。環(huán)利用，使其保持一定的濃度。
【正文】 固氮催化劑。 ： 氮?dú)庠谕ǔ顟B(tài)下十分穩(wěn)定，一般難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在超聲波作用下，可以使氮分子中的化學(xué)鍵削弱，從而在較溫和的條件下就可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在室溫下用 超聲波輻射溶有空氣的飽和水溶液后，可以測(cè)到處理過(guò)的水中含有亞硝酸、硝酸等；如果處理溶有氮?dú)?、氫氣和一氧化碳的飽和水溶液，可以測(cè)到甲醛、氫氰酸和咪唑等物質(zhì)，這些實(shí)驗(yàn)對(duì)人工固氮的研究提供了一條新的途徑。 【 遷 移應(yīng)用 】 P70、 2 工業(yè)制造硫酸的主要反應(yīng)為 : 2SO2(g) + O2(g) === 2SO3(g) △ H= KJ/mol ① SO3(g) + H2O(l) === H2SO4 (aq) ② 反應(yīng) ① 的平衡常數(shù) K 隨溫度升高而減小 . 所用催化劑的主要成分為 V2O5(6％ 12％ ) 、 K2SO4(17％ 20％ ) 、 SiO2(50％ 70％ ),能使催化劑中毒的物質(zhì)有砷、硒、氟等 . 請(qǐng)根據(jù)以上信息討論二氧化硫氧化反應(yīng)的工藝條件 (溫度 、壓強(qiáng)、原料氣配比等 )對(duì)工業(yè)生產(chǎn)硫酸的影響 . 【投影 材 料 】 已知 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) △ H＜ 0 其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 （ 1）應(yīng)選用的溫度是 450℃ 。 （ 2）應(yīng)采用的壓強(qiáng)是 常壓 ，理由是 因?yàn)槌合?SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，若采用較大壓強(qiáng)， SO2 的轉(zhuǎn)化率提高很少，但需要的動(dòng)力更大，對(duì)設(shè)備的要求更高 。 （ 3）在生產(chǎn)中，通入過(guò)量空氣的目是 。 （ 4）原料氣必需凈化的原因是 。 (5)尾氣中有 SO2必須回收是為了 。 【 主板書(shū) 】 第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化 —— 工業(yè)合成氨 一、合成氨反應(yīng)的限度 二、合成氨反應(yīng)的速率 ν =κC(N2)C1. 5(H2)C— 1(NH3) 三、 合合 成成 氨氨 的的 適適 宜宜 條條 件件 一般要使用催化劑：這樣可以大大加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，也提高 了經(jīng)濟(jì)效益； 選擇合適的溫度：該溫度是催化劑活性最大的溫度； 選擇合適的壓強(qiáng)：既要考 慮化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，還要考慮動(dòng)力、材料、 設(shè)備等。
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