2025~2026高中化学选择性必修1教案学案10第二章第四节化学反应的调控

1．能运用浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率、化学平衡的影响规律，能讨论化学反应条件的选择和优化。

2．针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。

3．通过反应条件的选择和优化，养成多角度综合调控化学反应速率的习惯，形成绿色化学的观念。

一、合成氨反应的原理分析

合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。

二、工业合成氨的适宜条件

1．压强

(1)原理分析和对实验数据的分析均表明，合成氨时压强越大越好，但是，压强越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，需要的动力越大，将会大大增加生产投资，降低综合经济效益。

(2)目前，我国的合成氨厂一般采用的压强为10 MPa～30 MPa。

2．温度

(1)根据平衡移动原理，合成氨应该采用低温(填“低温”或“高温”)以提高平衡转化率。温度降低，化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，经济效益下降。

(2)在合成氨实际生产中，一般采用的温度为400～500 ℃。

3．催化剂

(1)通常采用加入催化剂的方法，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。

(2)合成氨工业中普遍使用铁触媒为催化剂，在500 ℃左右时活性最大。为防止催化剂中毒，原料气必须经过净化。

4．浓度

(1)采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使平衡向生成氨的方向移动。

(2)将分离NH3后的原料气进行循环使用，并及时补充N2和H2，以利于合成氨反应的进行。

三、化学反应的调控

1．影响化学反应进行的因素

(1)内因：参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素。

(2)外因：有温度、压强、浓度、催化剂等外界条件。

2．化学反应的调控

(1)化学反应的调控，就是通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。

(2)在实际生产中常常要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找一个适宜的生产条件。

(3)要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。

 工业上选择适宜生产条件的原则