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特殊圖像
T
v
v逆
v正
T1
T2
正反應___熱
T
v
v正
v逆
正反應___熱
T
C%
450℃
正反應____熱
P
A%
P1
m+n___p+q
對于反應mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
吸
吸
放
<
第二章 化學反應速率與化學平衡
第四節 化學反應的調控
【學習目標】
1.了解合成氨反應在工業上的重要應用；
2.了解如何讓化學向著生活生產需要的方向進行，學會控制化學反應；
3.學會合理控制合成氨反應的條件，提高產量。
【重難點】
學會合理控制合成氨反應的條件，提高產量
閱讀課本46-49頁
工業合成氨是人類科學技術一項重大突破，其反應如下：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝ 92.4 kJ mol 1
一、合成氨
導
1、合成氨反應及其特點
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝ 92.4 kJ mol 1
合成氨反應是可逆反應。
由化學方程式中的化學計量數關系可知，正反應是氣體分子數減小的反應。
根據ΔH＝ 92.4 kJ mol 1可知，正反應是放熱反應。
1
2
3
反應特點
合成氨的原理分析：根據合成氨反應的特點，應如何選擇反應條件，以增大合成氨的反應速率、提高平衡混合物中氨的含量？
對合成氨反應的影響 影響因素 濃度 溫度 壓強 催化劑
增大合成氨的反應速率
提高平衡混合物中 氨的含量
增大
增大
升溫
降溫
增大
增大
正催化劑
不影響
2、工業合成氨生成條件的選擇
工業合成氨的適宜條件
壓強
溫度
催化劑
濃度
10～30 MPa
400～500 ℃
鐵觸媒
N2和H2的的投料比為1∶2.8，
及時分離氨
為什么不采用更高壓強？
為什么不采用更高溫度？
合成氨反應的條件調控：
3、調控化學反應需考慮的問題
(1) 反應限度：要考慮盡量增大反應物的__________，充分利用原料。
(2) 反應速率：要選擇較快的____________，提高單位時間內的產量。
(3) 生產要求：要考慮設備的要求和技術條件。
轉化率
反應速率
思
前8分鐘
后5分鐘 完成對應的練習題；
存在的疑問寫在【我有問題要問】
通過閱讀課本43-45頁，回答下列問題：
1、工業合成氨時需要考慮哪些因素
2、壓強、溫度、催化劑、濃度對工業合成氨的影響分別是什么
3、工業合成氨時，如何才能提高氨氣的產率
4、工業生產時從那些方面來考慮選擇適宜的條件
(1)溫度越高越利于合成氨反應平衡正向移動。(　　)
(2)合成氨反應中,壓強越大越利于增大反應速率和平衡
正向移動(　　)
(3)使用催化劑能提高合成氨反應物的平衡轉化率。(　　)
(4)充入的N2越多越有利于NH3的合成。( )
(5)恒容條件下充入稀有氣體有利于NH3的合成。( )
(6)工業合成氨的反應是熵增加的放熱反應，在任何溫度下
都可自發進行。( )
×
√
×
×
×
×
預設展
可逆反應3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)ΔH<0， 達到平衡后，為了使H2的轉化率增大，下列選項中采用的三種方法都正確的是(　　)
A．升高溫度，減小壓強，增加氮氣
B．降低溫度，增大壓強，加入催化劑
C．升高溫度，增大壓強，增加氮氣
D．降低溫度，增大壓強，分離出部分氨
D
總原則：尋找以較高的反應速率獲取適當的轉化率。
溫度的選擇：催化劑活性最大的溫度
壓強的選擇：既要考慮化學反應速率和化學平衡，
還要考慮動力、材料、設備等。
催化劑：一般要使用。提高生產效率，也提高經濟
效益；
工業生產遵循的原則
評
在硫酸工業中，通過下列反應使SO2 氧化為SO3：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0。下表列出了在不同溫度和壓強下，反應達到平衡時SO2轉化率的統計數據：
溫度 不同壓強下SO2的轉化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 ℃ 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 ℃ 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(1)從理論上分析，使SO2盡可能多、盡可能快地轉化為
SO3，應選擇的條件是什么？
(2)在實際生產中，選定450 ℃，其原因是什么？
(3)在實際生產中，采用的壓強為常壓，其原因是什么？
低溫、高壓
該反應是放熱反應，升高溫度，轉化率降低；
此溫度下催化劑的活性最高
0.1 MPa(常壓)下SO2的轉化率已經很高，
若采用較大的壓強，不僅SO2的轉化率提高很少，
且需要更大動力，對設備的要求更高，增加成本
(4)在實際生產中，通入過量的空氣，其原因是什么？
(5)尾氣中的SO2必須回收，其原因是什么？
增大O2濃度，提高SO2的轉化率
SO2有毒，防止污染環境
序號 影響因素 選擇條件
1 溫度 反應溫度控制在700K左右
2 物質的量 N2、H2投料比1∶2.8
3 壓強 1×107～1×108 Pa
4 催化劑 選擇鐵做催化劑
5 濃度 使NH3液化并及時分離出去，及時補充N2、H2
結
小結
化學反應的調控
明確目的
可行性
確定
反應
原理分析
實驗摸索
找條件
化學平衡
設備可行
成本核算
反應速率
1、在合成氨工業中，為增加NH3的日產量，實施下列措施的變化過程中與平衡移動無關的是(　　)
A．不斷將氨分離出來
B．使用催化劑
C．采用700 K左右的高溫而不是900 K的高溫
D．采用2×107 Pa～5×107 Pa的壓強
檢
B
2．硫酸是一種重要的化工產品,目前主要采用“接觸法”進行生產。有關接觸氧化反應2SO2+O2 2SO3的說法中正確的是(　　)
A、只要選擇適宜的條件，SO2和O2就能全部轉化為SO3
B、該反應達到平衡后，反應就完全停止，正、逆反應速率均為零
C、在達到平衡的體系中，充入由18O原子組成的O2后，SO2中
18O含量減少，SO3中18O含量增多
D、在工業合成SO3時，要同時考慮反應速率和反應能達到的限
度兩方面的問題
D
3、下列生活和生產中的做法或事實，與調控反應速率無關的是（ ）
A．牛奶放在冰箱中冷藏
B．使用加酶洗衣粉洗滌衣物
C．汽車的橡膠輪胎中要添加抑制劑
D．工業合成氨時，及時將氨氣液化分離
D
4、某工業生產中發生反應:2A(g)+B(g) 2M(g)　ΔH<0下列有關該工業生產的說法正確的是(　　)
A、工業上合成M時，一定采用高壓條件，因為高壓有利
于M的生成
B、若物質B價廉易得，工業上一般采用加入過量的B以
提高A和B的轉化率
C、工業上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應
物的轉化率越高
D、工業生產中常采用催化劑，因為生產中使用催化劑可
提高M的日產量
D
下節內容：
第三章 第一節 電離平衡(1)

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