化学反应速率工业合成氨资料重点
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2020/10/9
影响化学反应速率的因素
1．增大反应物浓度，v正瞬间增大，v逆逐渐增大。 2．升温(降温)，吸热反应速率增大(减小)的多。 3．增压(降压)，气体体积之和大的一侧反应速率增大(减小) 的多。 4．使用催化剂，v正、v逆同等程度的改变，所以平衡不改变。
2020/10/9
例2．某同学在三个容积相同的密闭容器中，分别研究三种不
2020/10/9
二、工业合成氨 1．反应原理 N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.3 kJ/mol，
2．合成氨适宜条件的选择 理论分析
反应 化学平衡时 实际条件 速率 NH3的含量
温度 _高__温__ __低__温___ __7_0_0_K__
2020/10/9
压强
催化 剂
理论分析 高压 高压
同条件下化学反应2X(g)
Y(g)＋W(g)的进行情况。其中实
验Ⅰ、Ⅱ控温在T1，实验Ⅲ控温在T2，它们的起始浓度均是c(X) ＝1.0 mol·L－1，c(Y)＝c(W)＝0，测得反应物X的浓度随时间的
变化如图所示。下列说法不正确的是C( )
A．与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ可能使用了催化剂 B．与实验Ⅰ相比，实验Ⅲ若只改变温度，则 温度T1＜T2，该反应是吸热反应 C．在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，达到平衡状态时X的 体积分数相同
D．若起始浓度c(X)＝0.8 mol·L－1，c(Y)＝c(W)＝0，其余条件 与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c(X)＝0.4 m
2020/10/9
化学反应速率图像
速率—时间图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率 的影响)而变化的规律，体现了外界条件改变对可逆反应速率的 影响，以及由此引发的平衡移动。(有以下几种情况)
2020/10/9
基础知识
一、化学反应速率及其影响因素
1．化 学反应 速率就是 用来表 示化学 反应 ___快__慢___ 的 物 理 量 ； v ＝ Δc ， 单 位 是
Δt mol/(L·min)或 mol·L－1·s－1；同一化学反应中 以 不 同 物 质表 示 反 应 速 率 之 比 一 定等 于 它 们的___化__学__计__量__数____之比。 2．影响反应速率的根本因素是 ____反__应__物__结__构__与__性__质_______；
平衡 体系
条件变 化
速率变化
平衡 变化
速率变化曲线
任一 增大反 v(正)v(逆) 平衡 应物浓 均增大且v( 体系 度 正)>v(逆)
正向 移动
①
2020/10/9
平衡 体系
条件变化
速率变化
平衡 变化
速率变化曲线
任一 平衡 体系
减小反应 物浓度
v(正)v(逆)均 减小且(逆 )>v(正)
逆向 移动
实际条件
根据反应器可使用的
钢材质量及综合指标 选择：(低压1×107 Pa
或中压2×107～ 3×107 Pa或高压 8.5×107～1×108 Pa)
_使__用_ _无__影__响__ 使用催化剂__铁__触__媒___
2020/10/9
另外适当___提__高____原料气中氮氢比(一般采用 1∶2.8)，将产物氨适时__分__离_____，并将未反 应的_N_2_、__H__2 __通入合成塔循环反应。
②
任一 平衡 体系
增大生成 物浓度
v(正)、v(逆) 均增大，且 v(逆)>v(正)
逆向 移动
③
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平衡 体系
条件变化
速率 变化
任一 平衡 体系
v(正)v(逆) 减小生成 均减小且
物浓度 v(正)>v(逆 )
正反应 方向为 气体体 积增大 的放热 反应
增大压强 v(正)v(逆) 或升高温 均增大且v(
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例1．(双选)(2011ห้องสมุดไป่ตู้高考海南卷)对于可逆反应H2(g)＋ I2(g) 2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反 应，下列说法正确的是( BD ) A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1 B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C．正、逆反应速率的比值是恒定的 D．达到平衡时，正、逆反应速率相等
反应
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增大 压强
度 逆)>v(正)
平衡 变化
正向 移动
逆向 移动
速率变化曲线 ④ ⑤
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平衡 条件 体系 变化
速率 变化
平衡 变化
速率变化曲线
正反应 方向为 气体体 积增大 的放热 反应
减小压 强或降 低温度
v(正)、v(逆) 均减小，且 v(正)>v(逆)
正向 移动
⑥
任一 正催化 反应 剂
反应前 后气体 化学计 量数和 相等的
7.2化学反应速率 -工业合成氨
考纲要求 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反 应速率的影响，认识其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域 中的重要作用。
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3．合成氨生产流程和主要设备
2020/10/9
4．合成氨原料气的来源
(1)氮气：来源于___空__气______。
(2)氢气：来源于燃料(如焦炭、天然气、其他烃类)和水蒸气。 以天然气为原料，反应可简单表示为CH4＋H2O===CO＋3H2、 CO＋H2O===CO2＋H2。
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化学反应速率
质量 化学性质 平衡常数
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思考感悟 为什么“浓度、温度、催化剂”等对化学反应速率有影响？压 强有影响吗？ 【提示】 浓度改变会改变单位体积内活化分子总数，从而会 改变有效碰撞次数而改变反应速率；温度升高会使分子的能量 增大，从而使普通分子转化成活化分子而增大反应速率；使用 催化剂改变了反应历程，减小了活化能而加快了化学反应速率。 只要反应体系中有气体参与反应，压强就会影响反应速率，其 实质是浓度的影响。
化学反应速率的计算及比较
1．计算：根据定义公式、三段式法、关系式法进行
计算。
2．比较：对于反应nA＋mB
pC＋qD，有如
下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝n∶m∶p∶q，
比较相同条件下不同物 质表示的反应速率大小时只需
比较v A 、v B 、v C 、v D 的大小即可。 nmp q
影响化学反应速率的因素
1．增大反应物浓度，v正瞬间增大，v逆逐渐增大。 2．升温(降温)，吸热反应速率增大(减小)的多。 3．增压(降压)，气体体积之和大的一侧反应速率增大(减小) 的多。 4．使用催化剂，v正、v逆同等程度的改变，所以平衡不改变。
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例2．某同学在三个容积相同的密闭容器中，分别研究三种不
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二、工业合成氨 1．反应原理 N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.3 kJ/mol，
2．合成氨适宜条件的选择 理论分析
反应 化学平衡时 实际条件 速率 NH3的含量
温度 _高__温__ __低__温___ __7_0_0_K__
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压强
催化 剂
理论分析 高压 高压
同条件下化学反应2X(g)
Y(g)＋W(g)的进行情况。其中实
验Ⅰ、Ⅱ控温在T1，实验Ⅲ控温在T2，它们的起始浓度均是c(X) ＝1.0 mol·L－1，c(Y)＝c(W)＝0，测得反应物X的浓度随时间的
变化如图所示。下列说法不正确的是C( )
A．与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ可能使用了催化剂 B．与实验Ⅰ相比，实验Ⅲ若只改变温度，则 温度T1＜T2，该反应是吸热反应 C．在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，达到平衡状态时X的 体积分数相同
D．若起始浓度c(X)＝0.8 mol·L－1，c(Y)＝c(W)＝0，其余条件 与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c(X)＝0.4 m
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化学反应速率图像
速率—时间图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率 的影响)而变化的规律，体现了外界条件改变对可逆反应速率的 影响，以及由此引发的平衡移动。(有以下几种情况)
2020/10/9
基础知识
一、化学反应速率及其影响因素
1．化 学反应 速率就是 用来表 示化学 反应 ___快__慢___ 的 物 理 量 ； v ＝ Δc ， 单 位 是
Δt mol/(L·min)或 mol·L－1·s－1；同一化学反应中 以 不 同 物 质表 示 反 应 速 率 之 比 一 定等 于 它 们的___化__学__计__量__数____之比。 2．影响反应速率的根本因素是 ____反__应__物__结__构__与__性__质_______；
平衡 体系
条件变 化
速率变化
平衡 变化
速率变化曲线
任一 增大反 v(正)v(逆) 平衡 应物浓 均增大且v( 体系 度 正)>v(逆)
正向 移动
①
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平衡 体系
条件变化
速率变化
平衡 变化
速率变化曲线
任一 平衡 体系
减小反应 物浓度
v(正)v(逆)均 减小且(逆 )>v(正)
逆向 移动
实际条件
根据反应器可使用的
钢材质量及综合指标 选择：(低压1×107 Pa
或中压2×107～ 3×107 Pa或高压 8.5×107～1×108 Pa)
_使__用_ _无__影__响__ 使用催化剂__铁__触__媒___
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另外适当___提__高____原料气中氮氢比(一般采用 1∶2.8)，将产物氨适时__分__离_____，并将未反 应的_N_2_、__H__2 __通入合成塔循环反应。
②
任一 平衡 体系
增大生成 物浓度
v(正)、v(逆) 均增大，且 v(逆)>v(正)
逆向 移动
③
2020/10/9
平衡 体系
条件变化
速率 变化
任一 平衡 体系
v(正)v(逆) 减小生成 均减小且
物浓度 v(正)>v(逆 )
正反应 方向为 气体体 积增大 的放热 反应
增大压强 v(正)v(逆) 或升高温 均增大且v(
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例1．(双选)(2011ห้องสมุดไป่ตู้高考海南卷)对于可逆反应H2(g)＋ I2(g) 2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反 应，下列说法正确的是( BD ) A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1 B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C．正、逆反应速率的比值是恒定的 D．达到平衡时，正、逆反应速率相等
反应
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增大 压强
度 逆)>v(正)
平衡 变化
正向 移动
逆向 移动
速率变化曲线 ④ ⑤
2020/10/9
平衡 条件 体系 变化
速率 变化
平衡 变化
速率变化曲线
正反应 方向为 气体体 积增大 的放热 反应
减小压 强或降 低温度
v(正)、v(逆) 均减小，且 v(正)>v(逆)
正向 移动
⑥
任一 正催化 反应 剂
反应前 后气体 化学计 量数和 相等的
7.2化学反应速率 -工业合成氨
考纲要求 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反 应速率的影响，认识其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域 中的重要作用。
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3．合成氨生产流程和主要设备
2020/10/9
4．合成氨原料气的来源
(1)氮气：来源于___空__气______。
(2)氢气：来源于燃料(如焦炭、天然气、其他烃类)和水蒸气。 以天然气为原料，反应可简单表示为CH4＋H2O===CO＋3H2、 CO＋H2O===CO2＋H2。
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化学反应速率
质量 化学性质 平衡常数
2020/10/9
思考感悟 为什么“浓度、温度、催化剂”等对化学反应速率有影响？压 强有影响吗？ 【提示】 浓度改变会改变单位体积内活化分子总数，从而会 改变有效碰撞次数而改变反应速率；温度升高会使分子的能量 增大，从而使普通分子转化成活化分子而增大反应速率；使用 催化剂改变了反应历程，减小了活化能而加快了化学反应速率。 只要反应体系中有气体参与反应，压强就会影响反应速率，其 实质是浓度的影响。
化学反应速率的计算及比较
1．计算：根据定义公式、三段式法、关系式法进行
计算。
2．比较：对于反应nA＋mB
pC＋qD，有如
下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝n∶m∶p∶q，
比较相同条件下不同物 质表示的反应速率大小时只需
比较v A 、v B 、v C 、v D 的大小即可。 nmp q