化学反应速率、工业合成氨

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方法比较: 比较反应速率大小的方法 ——“一看二转三比较” 第一步看单位是否统一; 第二步是若单位不统一,转化成同一单位,不同物质表示时 转化成用同一物质表示; 第三步是比较数值的大小。
2
0.05 mol/(L·min)
50%
考点二
化学反应速率的影响因素
1、内因: 物质的本性(活泼性)
①浓度:
组别 c(HCl) (mol/L) 温度(℃)
1 2 3 4 2.0 2.5 2.5 2.5 25 30 50 30
状态
块状 块状 块状 粉末状
A. 4-3-2-1 C .2 -4 -3 -1
B .1 -2 -3 -4 D .1 -2 -4 -3
考点三 工业合成氨条件优化选择
N2(g)+3H 2(g)
液化分离空气法获得N2 水煤气、或天然气分解得H2
增加廉价N2以提高H2转化率 从催化剂角度考虑表面催化效果更好



3、合成氨反应的限度:
N2(g)+3H 2(g)
催化剂 高温高压
2NH3(g);△H= -92.4kJ·mol
-1
常温下平衡常数k=4.1×106 理论上: ①降低温度 ②增大压强(压缩体积) ③降低NH3浓度(液化分离抽走氨气) 均可提高N2、H2转化率
②、压强理论上虽越高越好,但要考 ①、温度主要考虑了催化剂活性最高。 ③、 N2:H2=1:2.8主要考虑了反应速率。 4、合成氨反应的适宜条件: ④、催化剂虽然不能改变平衡转化率 5 、合成氨时,把未完全反应的的 虑设备因素、动力因素的经济性。 N (g)+3H (g) 2NH (g);△H= -92.4kJ·mol 但是能提高反应速率所以能提高产量。 N2、 H2再次通入合成塔再次转化
题组一
比较化学反应进行的快慢
4.在甲、乙、丙、丁四种不同条件下,对于某反应X+3Y 2Z+2W, 分别测得反应速率,甲:v(X)=0.3 mol·(L·min)-1,乙:v(Y)= 1.2 mol·(L·min)-1,丙:v(Z)=0.8 mol·(L·min)-1,丁:v(W) =0.02 mol·L·s)-1,则反应最快的是( D ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 5.对于可逆反应A(g)+3B(s) 2C(g)+2D(g),在不同条件下的化 学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( D ) A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1 C.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
3.一定温度下,反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)在密闭容器中 进行,下列措施不改变化学反应速率的是( C ) A.缩小体积使压强增大 B.恒容,充入N2 C.恒容,充入He D.恒压,充入He
题型二 多因素综合影响化学反应速率
4.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实 验中最先出现浑浊的是( D )
催化剂
-1
2
2
高温高压
3
速率要求
温度 压强 浓度 催化剂 越高越好 越高越好
平衡要求
越低越好 越高越好 NH3低 无影响
适宜条件
700k左右 107~108Pa
N2、H2高,NH3 低
效率越高越好
N2:H2=1:2.8 液化分离氨气
铁触媒做催化剂
化学反应优化条件选择基本思想: 1、温度:综合考虑速率、平衡、 催化剂、经济因素。 2、压强:综合考虑速率、平衡、 设备耐压、经济因素。 3、浓度:综合考虑速率、平衡、经济因素 4、催化剂:一般属于必选项。 5、颗粒大小各种波:固体考虑粉碎,用各种波作用 ①必须综合考虑、速率平衡兼顾、 ②以经济价值获取为最终评判标准。
催化剂 高温高压
2NH3(g);△H= -92.4kJ·mol
-1
1、自发性:
常温下△H-T△S<0 结论:该反应常温能自动发生
2、合成氨反应的速率:
N2(g)+3H 2(g)
催化剂 高温高压
2NH3(g);△H= -92.4kJ·mol
-1
速率方程v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3) 理论上: ①升高温度 ②提高N2、H2浓度或降低NH3浓度 (尤其是增大H2浓度) ③加大压强(压缩体积) ④加催化剂 均可提高反应速率
Na2S2O3溶液 稀H2SO4 实 反应温 验 度/℃ V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 A 25 5 0.1 10 0.1 B 25 5 0.2 5 0.2 C 35 5 0.1 10 0.1 D 35 5 0.2 5 0.2 H 2O V/mL 5 10 5 10
5.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反 应, 测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据 绘制得到下图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能 是( A )
复习目标: 1、反应速率概念及计算 2、影响反应速率的因素 3、工业生产最优条件的选择(合成氨为例) 4、速率及平衡图像问题处理技巧
考点一 1、概念:
化学反应速率
单位时间内物质浓度变化量与时间比值
2、公式:
3、速率与系数关系:
速率之比=系数之比(正反应或逆反应)
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象 就越明显( × ) (2)由v= 计算平均速率,用反应物表示为正值,用 生成物表示为负值( × ) (3)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应 速率,其数值可能不同,但表示的意义相同( √ ) 2.化学反应速率v= 是指即时速率还是平均速率? 化学反应速率一般指平均速率;不能用固体或纯液体表示化 能否用固体或纯液体表示化学反应速率? 学反应速率,因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。 3.可逆反应N2+3H2 2NH3在不同时间段测得的反应速 率分别为v(N2)=1 mol·L-1·s-1,v(H2)=2.5 mol·L-1·s-1, 能否说明v(H2)>v(N2)?
B
C
3.某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随 时间变化的曲线如图所示。 由此分析,该反应的化学 3Y+Z 2X ; 方程式为__________________ 从反应开始至2 min时,Z的 mol/(L·min ) 反应速率为0.025 ________________ 。
②温度:
2、外因: ③压强:
④催化剂: ⑤颗粒大小(接触面积): ⑥各种波:电磁波、光波、 紫外线、红外线…….
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)碳酸钙与盐酸反应过程中,再增加CaCO3固体的量,反应速率 不变,但把CaCO3固体粉碎,可以加快反应速率 ( √) (2)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大 ( √ ) (3)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分含量,所以反应 速率增大 ( ×) (4)同时改变两个变量来研究反应速率的变化,能更快得出有关规 律 ( ×) (5)二氧化锰能加快所有化学反应的速率 (× ) (6)锌与稀硫酸反应时,硫酸的浓度越大,产生H2的速率越快 ( ×) (7)恒压,增加惰性气体的量,原化学反应速率减慢( √ )
3.有人说压强对化学反应速率的影响是 通过改变浓度实现的。这种说法是否正确, 对此你如何理解?
1.为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v(H2)表示],向反应混合液中加 入某些物质,下列判断正确的是( B ) ①加入NH4HSO4固体,v(H2)不变 ②加入少量水,v(H2)减小 ③加入 CH3COONa固体,v(H2)减小 ④滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 2.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中 进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( C ) ①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
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