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文檔簡介
1、教案高二化學備課組第二章化學平衡主備人:王維國授課人:王維國2010年10月第一節化學反應速率知識與技能:1、了解化學反應速率的概念和表示方法。2、了解決定化學反應速率的主要因素是反應物本身的性質;了解濃度對化學反應速率的影響。3、了解改變化學反應速率的意義4、學會化學反應速率計算的方法5、正確認識濃度、壓強、溫度、催化劑等因素對化學反應速率的影響。過程和方法:1、調動學生參與概念的推導過程,培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。2、通過計算更好地理解概念和運用概念。情感態度和價值觀:通過對概念的透徹理解,培養學生嚴謹、認真的學習態度,培養目學生的環保意識,增強環保觀念。教學重點:化學反應速率
2、的概念,表示方法。教學難點:外界條件對化學反應速度的影響課時安排:二課時教學過程:1:師生共同回顧以下兩個實驗:(1)Na、K分別和水反應的對比實驗;(2)Mg、Al分別和同濃度同體積鹽酸反應的對比實驗。2. :提出問題討論:(1)怎樣判斷反應的快慢(2)通過對實驗現象的觀察你能否判斷出一個反應比另一個反應快多少嗎【明確】1.為了定量的描述化學反應的快慢,我們需要一個能定量描述化學反應快慢的量。2. 化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的量。化學反應速率的表示方法【討論】在物理上用單位時間內物體運動的距離來表示物體運動的快慢,那么在化學上怎樣定量的表示化學反應進行得快慢呢一、化學反應速率
3、1. 定義:用單位時間內反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。若濃度用物質的量(C)來表示,單位為:mol/L,時間用t來表示,單位為:秒(s)或分(min)或小時(h)來表示,則化學反應速率的數學表達式為:V=C/t單位是:mol/(Ls)或mol/(L-min)或mol/(L-h)化學反應速率是用單位時間內反應物或生成物的量變化來表示,通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示,其數學表達式可表示為【例題】在2L的密閉容器中,加入1mol和3mol的啟和N2,發生“N2+3H22NH3,在2s末時,測得容器中含有的NH3,求該反應的化學反應速率。解:N2+3H2、;2NH
4、3起始量(mol):1302s末量(mol):變化量(mol):則VN2=2x2=mol/(Ls)VH2=2x2=mol/(Ls)VNH3=2X2=mol/(L-s)【明確】理解化學反應速率的表示方法時應注意的幾個問題:1. 上述化學反應速率是平均速率,而不是瞬時速率。2. 無論濃度的變化是增加還是減少,一般都取正值,所以化學反應速率一般為正值。3. 對于同一個反應來說,用不同的物質來表示該反應的速率時,其數值不同,但每種物質都可以用來表示該反應的快慢。4在同一個反應中,各物質的反應速率之比等于方程式中的系數比。即:VN2:VH2:VNH3=1:3:25對于在一個容器中的一般反應aA+bB=c
5、C+d來說有:Va:Vb:Vc:Vd=CA:Cb:CC:Cd=nA:nB:nc:nD=a:b:c:d6. 用化學反應速率來比較不同反應進行得快慢或同一反應在不同條件下反應的快慢時,應選擇同一物質來比較。例如:可逆反應A(g)+B(g)“C(g)+D(g),在四種不同情況下的反應速率如下,其中反應進行得最快的是()A. Vx=L-minB.Vb=mol/LminC.V=mol/Lmin=mol/Ls小結:對化學反應速率要注意以下幾個問題:1、物質濃度是物質的量濃度以mol/L為單位,時間單位通常可用s、min、h表示,因此反應速率的與常見單位一般為mol/(ls)、mol/(l-mon)或mol
6、/(lh)。2、化學反應速率可用反應體系中一種反應物或生成物濃度的變化來表示,一般是以最容易測定的一種物質表示之,且應標明是什么物質的反應速率。3、用不同的物質表示同一時間的反應速率時其數值可能不同,但表達的意義是相同的,各物質表示的反應速率的數值有相互關系,彼此可以根據化學方程式中的各化學計量數進行換算:對于反應mA(g)nB(g)pc(g)qD(g)來說,則有VAVbVCVd。mnpq4、一般說在反應過程中都不是等速進行的,因此某一時間內的反應速率實際上是這一段時間內的平均速率。二、外界條件對化學反應速率的影響:(一) 在其它條件不變的情況下,濃度對化學反應速率的影響【表征性抽象】當其它條
7、件不變時,增加反應物的濃度,可以增大反應的速率。【原理性抽象】為什么增大反應物的濃度會影響反應速率呢(明確)當增加反應物的濃度時,活化分子的數量增加,有效碰撞的頻率增大,導致反應速率增大。【對結論的再理解】1.一個反應的速率主要取決于反應物的濃度,與產物的濃度關系不大。2. 對于可逆反應aA+bB匕cC+dD來說,正反應的速率只取決于A、B兩種物質的濃度,與C、D兩種物質的濃度關系不大。而逆反應的速率只取決于C、D兩種物質的濃度,與A、B兩種物質的濃度關系不大。增加A或B的濃度只可以使正反應的速率增大,不會影響逆反應的速率。3. 固體和純液體的濃度是一個常數,所以增加這些物質的量,不會影響反應
8、的速率。【應用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔,以減緩太快的反應速率。2.制Fe(OH)2時,通過降低NaOH溶液的含氧量(給溶液加熱)來降低Fe(OH)2被氧化的速率。(二) 在其它條件不變的情況下,壓強對化學反應速率的影響【提出問題】壓強是怎樣對化學反應速率進行影響的【收集事實】途徑:已有的實驗知識(提出以下幾個實驗)對比1. 10ml、L的N&S2O3溶液與摩/升的硫酸10毫升反應的實驗。2. CaO固體與SiC2固體在高溫下反應生成CaSiO。3. SO2與O2在一密閉容器內反應生成SQ。(討論)給上述三個反應的容器加壓,三個反應的反應物的濃度是怎樣變化的【事實的處理】列表比較編號反應物
9、的狀態加壓后反應物濃度變化加壓后反應的速率變化1213【表征性抽象】對于有氣體參加的反應來說,當溫度一定時,增大體系的壓力,反應速率會加大。【原理性抽象】為什么增大壓強會影響有氣體參加的化學反應的速率(明確)1.一定量氣體的體積與其所受的壓強成正比。這就是說,如果氣體的壓強增大到原來的2倍,氣體的體積就縮小到原來的一半,單位體積內的分子數就增多到原來的2倍,即體系中各個物質的濃度都增加,所以化學反應速率增大。相反,減小壓強,氣體的體積就擴大,濃度減小,因而反應速率減小。2.如果參加反應的物質是固體、液體或溶液時,由于改變壓強對它們的體積改變很小,因而它們的濃度改變也很小,可以認為壓強與它們的反
10、應速率無關。【結論的再理解】1.壓強對反應速率的影響是通過改變濃度而影響反應速率的。我們在分析壓強對反應速率的影響時,應最終落實到濃度上,將壓強問題轉化為濃度問題。2.對于那些反應物和生成物都有氣體參加的可逆反應來說,增大體系的壓強,反應物和生成物的濃度都增加,所以,正反應的速率和逆反應的速率都增大。(三)在其它條件不變的情況下,溫度對化學反應速率的影響【提出問題】溫度是怎樣對化學反應速率進行影響的【收集事實】途徑:1觀察演示實驗。2.回顧過去已有的化學知識和所掌握的實驗事實。演示實驗10ml同濃度的Na2O3溶液分別在不同溫度下與摩/升的硫酸10毫升反應的對比實驗復習回顧1.Cu與濃硫酸在常
11、溫條件下和在加熱條件下反應情況的對比。2.Mg條分別與冷水和沸水的反應情況的對比。【實驗事實的處理】1.化學用語化(寫方程式)(1) Na2S2O3+H2SC4=NaSC4+SQ+SJ+H2O或SO32-+2H+=SO+SJ+H2O(2) Cu+2HSO4(濃)=CuSO+2SOT+2H2O(3)Mg+2H2O=Mg(OH)2+2H2T2. 表格化(1)同濃度的Na29O3溶液在不同溫度下與摩/升的硫酸10毫升反應的對比表編號L的Na2S2O3L的H2SO4反應溫度(C)反應中出現渾濁的時間(秒)110ml10ml冷水210ml10ml熱水(2)Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反應情況對
12、比表編號Cu與濃硫酸在常溫條件下反應Cu與濃硫酸在加熱條件下反應12(3)Mg條分別與冷水和沸水的反應情況對比表編號Mg條與冷水反應Mg條與熱水反應12【表征性抽象】在其它條件不變的情況下,升高溫度,化學反應要加快。經過實驗測定,溫度每升高10C,反應速率通常要增大到原來的24倍。【原理性抽象】為什么升高溫度會使反應速率加快(明確)當反應物濃度一定時,分子總數一定,升高溫度,反應物分子的能量增高,是活化分子的百分比增大,因而活化分子數量增多,有效碰撞頻率增大,所以,反應速率加大。【對結論的再理解】對于可逆反應來說,升高體系的溫度,反應物和生成物中的活化分子數都增加,所以,正反應的速率和逆反應的
13、速率都增大。【應用】1在實驗室進行化學反應時,常常通過給反應物加熱來增大反應的速率。2.合成氨工業中,是在500r的條件下進行反應,以加快反應進行的速度。3. 為防止食品變質,我們將食品放入冰箱中保存,以降低食品變質的速率。(四) 催化劑對化學反應速率的影響【提出問題】催化劑是怎樣影響化學反應速率的【收集事實】途徑:1觀察演示實驗。2回顧已有知識(演示實驗)過氧化氫分解的對比實驗(復習回顧)用KCIQ制氧氣的實驗【實驗事實的處理】1寫化學方程式(1) 2H2O2=2H0+QT(2) 2KCIO3=2KCI+30T2.列表對比(1)過氧化氫分解實驗的對比表編號無催化劑時的反應情況有催化劑時的反應
14、情況12(2)用KCIO制氧氣實驗的對比表編號無催化劑時的反應情況有催化劑時的反應情況12【表征性抽象】催化劑能加快化學反應速率。【原理性抽象】為什么催化劑能加快化學反應速率(明確)當溫度和反應物濃度一定時,使用催化劑可使反應途徑發生改變,從而降低了反應的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此活化分子的數目增多,有效碰撞頻率增大,故化學反應速率加大。【對結論的再認識】1.催化劑改變化學反應速率的原因僅僅是改變始態到終態的途徑,不改變反應的結果。例:(1) 在加熱條件下:2Cu+02=2CuO2CuO+2CHCHzOH=2Cu+2CHCHO+2H0(2) 氮的氧化物破壞臭氧:NO+O3=NO2+
15、O2NO2+O=NO+Q2.能加快反應速率的催化劑叫正催化劑;能減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑。3. 對可逆反應而言,正催化劑使正、逆反應速率都加快,且加快的程度相同。相反,負催化劑使正、逆反應速率都減小,且減小的程度相同。【應用】催化劑在現代化學和化工生產中占有極為重要的地位。大約85%的反應需要催化劑。尤其是現代大型化工業、石油工業中,很多反應還必須使用性能良好的催化劑。例;接觸法制硫酸工業。【課堂練習】1.要使在容積恒定的密閉容器中進行的可逆反應2A(氣)+B(固)=2C(氣)+Q(Q0)的正反應速率顯著加快,可采用的措施是(不考慮固、氣態間的接觸面積)()A.降溫B.加入BC增大體
16、積使壓強減小D加入A2. 把除去氧化膜的鎂條放入一定濃度的稀鹽酸的試管中,發現H2的生成速度V隨時間t變化如圖。其中tit2速度變化的原因是;t213速度變化的原因是。_【實驗事實的處理】1寫化學方程式或離子方程式(1.)Na296+HSC4=N32SC4+SQ+S;+H2O或SO32-+2HT=SO+SJ+H2O(2.)2Mg+O2=2MgO(3.)CaC+H2O=CH2f+Ca(OH)22.列表對比(1)不同濃度的Na29O3溶液與摩/升的硫酸反應的對比實驗表編號Na2SO3溶液水硫酸出現渾濁的時間(秒)110ml010ml25ml5ml10ml(2).鎂條分別在空氣中和純氧中燃燒的情況對
17、比表編號鎂條與空氣反應鎂條與純氧氣反應現象速率(3)電石分別在水中和飽和食鹽水中反應的情況對比表編號電石與水的反應電石與飽和食鹽水的反應現象速率作業:P33一、1、2、3、(做書上)課后反思:附:板書設計第一章化學平衡一、化學反應速率第一節化學反應速率1定義:用單位時間內反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。單位是:mol/(Ls)或mol/(L-min)或mol/(Lh)數學表達式可表示為Vt二、外界條件對化學反應速率的影響:(一) 在其它條件不變的情況下,濃度對化學反應速率的影響(二) 在其它條件不變的情況下,壓強對化學反應速率的影響(三) 在其它條件不變的情況下,溫度對化學反應速率的
18、影響(四) 催化劑對化學反應速率的影響第二節化學平衡知識與技能:1、學習化學平衡的觀點2、體驗理解化學平衡的特征3、結合平衡是相對的、有條件的、動態的,讓學生感受辯證唯物主義論點4、了解濃度、壓強、溫度等外界條件對化學平衡移動的影響。5、掌握用化學平衡的移動原理來定性定性地分析化學平衡問題。6了解平衡移動原理的重要意義,學會解決問題的科學方法。過程和方法:調動學生參與分析化學平衡的建立過程,培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。情感態度和價值觀:通過化學平衡的建立,增強學生的歸納和形象思維能力。教學重點:化學平衡狀態的特征教學難點:化學平衡概念的建立課時安排:一課時教學過程:引入:上一節課學習
19、了化學反應速率,知道化學反應速率討論的是化學反應進行快慢程度的問題,但是在化學研究和化工生產中只考慮化學反應進行的快慢程度是不夠的,因為我們既希望反應物盡可能快地轉化為生成物,同時又希望反應物盡可能多地轉化為生成物,這就涉及到化學反應進行的程度問題板書:第二節化學平衡舉例:1、當水池中進水和出水的速度相等時,池內水量保持不變;當商場在一定時間里進出人數相同時,商場內人數也保持不變。這算一種平衡狀態,U、教室里座位上坐著50個同學,在我上課這一段時間里,人數沒有增多,也沒有減少,這也算一種平衡狀態,請思考I與U兩種平衡有何不同。學生得結論I為動態平衡,U為靜態平衡。我們今天學習的化學平衡是一種什
20、么樣的平衡狀態呢下面以CO和H2O(g)的反應為例來探究化學平衡的建立。CO+HO(g)丁=CQ+H21200C1L密閉容器中物質C(CO)C(H2O)C(CO)c(H)開始時00反應過程中逐漸降低逐漸降低逐漸升高逐漸升高一段時間后一、化學平衡的建立平衡建立:在一定條件下,正反應是從一定速率開始的,而逆反應是從零開始的,隨時間推移,正、逆反應速率相等,反應達到平衡。速率一時間圖:二、化學平衡狀態:定義:在一定條件下,可逆反應中正反應速率與逆反應速率相等,反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態,叫做化學平衡狀態。特點:“動、定、變”:動:化學平衡是一種動態平衡v(正)=v(逆)。定:條件不變
21、時,各組分濃度保持不變(一定)。變:條件改變時,化學平衡發生移動。講解:反應物與生成物處于動態平衡,V(正)=V(逆) 反應物與生成物濃度保持一定,百分組成保持一定;(或說反應物與生成物的含量保持一定) 影響平衡的外界條件改變,平衡狀態即被破壞,發生平衡移動。如:CO+HO(g).:CQ+H2800C1L密閉容器中表一、物質C(CO)C(H20)C(C0)c(H)開始時00反應過程中逐漸降低逐漸降低逐漸升高逐漸升高一段時間后表二、物質C(CO)C(H20)C(CO)C(H)開始時、00反應過程中逐漸升高逐漸升高逐漸降低逐漸降低一段時間后補充1、正、逆反應是相對的2、化學平衡的建設立與途徑無關討
22、論:點燃氫氣和氧氣的混合物可劇烈地化合生成水,電解水時又可生成氫氣和氧氣,這是不是一個可逆反應為什么接問:可逆反應能否進行到底(不能),因而對于任何一個可逆反應都存在一個反應進行到什么程度的問題。練習一:下列說法對不對,為什么1、可逆反應達到化學平衡時,反應停止了,所以各組分濃度不變了。2、可逆反應達到化學平衡時,反應物濃度等于生成物濃度3、可逆反應達到化學平衡時,即使改變溫度條件,平衡狀態也不會改變。練習二:對于可逆反應2SQ+62SQ:下列那種情況達到了化學平衡狀態A、反應容器內,SQ、02、SO3共存時的狀態B、S03的分解速率等于S02的生成速率的狀態。C、單位時間內,每消耗2molS
23、Q同時生成1molO2。D、單位時間內,每消耗1molS02同時消耗ImolSQ。P35討論:思考:有沒有辦法可以減少高爐氣中CO的含量呢變”高考鏈接:1、可以說明密閉容器中可逆反應P+Q(B)R+S在恒溫下已達平衡的是A.容器內壓強不隨時間變化和S的生成速率相等和S生成速率相等、Q、R、S的物質的量相等2、在1大氣壓390C時,可逆反應:2NO22N0+Q達到平衡,此時平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的倍,求N02的分解率。(答:%)作業:P36三課后反思:附:板書設計第二章化學平衡第二節化學平衡一、化學平衡的建立而逆反應是從零開平衡建立:在一定條件下,正反應是從一定速率開始的,始的,
24、隨時間推移,正、逆反應速率相等,反應達到平衡速率一時間圖:、化學平衡狀態:定義:在一定條件下,可逆反應中正反應速率與逆反應速率相等,反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態,叫做化學平衡狀態。特點:“動、定、變”第三節影響化學平衡的條件知識與技能:1:了解濃度、壓強、溫度等外界條件對化學平衡移動的影響。2:掌握用化學平衡的移動原理來定性定性地分析化學平衡問題。過程和方法:1、利用速率一時間圖來表示平衡移動過程,培養學生識圖、析圖能力。2、通過計算更好地理解概念和運用概念。情感態度和價值觀:通過平衡移動原理的學習,學會解決問題的科學方法。教學重點:外界條件對化學平衡移動的影響教學難點:化學平衡
25、移動原理課時安排:二課時教學過程:復習:1下列說法中,可以充分說明P(g)+Q(g)R(g)+S(g)在恒溫下已達到平衡的是()A反應容器內的壓強不隨時間變化B、反應容器內P、Q、R、S四者共存C.P、S的生成速率相等D、反應容器內的總物質的量不隨時間變化2某溫度,在一2L密閉容器中,A、B、C三種物質的物質的量隨時間的變化曲線入圖。貝反應物是;生成物是;。T時刻表明該反應的化學方程式為。(用A、B、C代表物質)什么叫化學平衡的移動影響化學平衡的條件:化學平衡狀態是與外界條件有關的。外界某種條件改變時,使正、逆反應速率不等,平衡混合物中各組成物質的百分含量(或濃度)也隨之改變,原來的平衡被破壞
26、直到建立新條件下的另一種平衡狀態。這種改變的過程,叫化學平衡的移動。影響化學平衡的重要條件有:濃度、壓強、溫度。(1) 濃度對化學平衡的影響:以FeC3+3KSCF為例說明。結論:在其它條件不變的情況下,增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動;反之,則向逆反應方向移動濃度的變化v正v逆的變化結果平衡移動平衡移動結果增大反應物濃度減少反應物濃度增大生成物濃度減少生成物濃度(2)壓強對化學平衡的影響:壓強改變v正v逆的變化結果平衡移動平衡移動結果增大壓強減小壓強結論:在其它條件不變的情況下,增大壓強會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。
27、(3) 溫度對化學平衡的影響:以2NO2N2O4+Q為例說明。溫度改變v正v逆的變化結果平衡移動平衡移動結果升高溫度降低溫度結論:在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學平衡商著吸熱反應的方向移動;溫度降低,會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。(4) 關于催化劑:因使正、逆反速率同等程度地加快,故不能使平衡發生移動。但能縮短達到平衡的時間。勒沙特列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。催化劑對反應速率的影響(1)內容:使用催化劑可以改變反應速率。注意:這里的改變包括加快或減慢。加快反應的為正催化劑,減慢反應的為負催化劑 催化劑具有選擇性
28、,不同反應有不同的催化劑。 催化劑不能改變化學反應(例如:不能改變生成物的量) 可逆反應中催化劑對正逆反應的改變程度相同 催化劑有一定的活化溫度,不同催化劑的活化溫度不同。思考:在用氯酸鉀分解制氧氣時加入二氧化錳后能否提高氧氣的量(2)解釋:使用催化劑能夠降低反應能量,這樣就會有更多的反應物分子成為活化分子,大大提高單位體積內活化分子的百分率,從而成千上萬倍地增大化學反應速率。(5)其它因素的影響固體顆粒大小:顆粒越小,接觸面積越大,反應速率越大。光、電磁波、激光、紫外線、超聲波:都是給體系供能,通常是加快反應。溶劑的性質也能改變化學反應速率。小結:外因對化學反應速率影響的微觀解釋(填“增大”
29、或“不變”)影響單位體積內活化分子單位體積內單位體積單位時化學反因素分子總數百分數活化分子數間有效碰撞次數應速率增大濃度增大壓強升高溫度正催化劑例1對于可逆反應:2SO2+O272SQ+Q,下列說法哪些是正確的,為會么(1)達到平衡時,反應物和生成物的濃度相等;(2)達到平衡時,SO2、02、SO3的濃度之比為;(3)加入催化劑V2O5可以縮短到達平衡的時間;(4)由于反應前后分子數不同,所以改變體系壓強影響化學平衡(縮小體積);(5)對于放熱反應,升高溫度正反應速率減小,逆反應速率增大,所以平衡向左移動。解:(3)、(4)正確。化學反應速率、化學平衡、平衡移動三者之間的關系以一般反應:mA(
30、氣)+nB(氣)=pC(氣)+qD(氣)+Q(千焦)通式為例來討論濃度,溫度,壓強,催化劑等對三者的影響極其規律。間亠刖正V逆VVS系OQ度溫高升VOVQ度溫高歩一加入惰性變不V-一一-大變VV-加入惰性JV-一一-大變V一一-V一左歩一加入惰性變不V-一一-大變VVV加增或高示W表示at裁“”“等相積示體表示一一三4用“變或關無示表“作業:P40三、四課后反思:附:板書設計第二章化學平衡第三節影響化學平衡的條件(1)濃度對化學平衡的影響:在其它條件不變的情況下,增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動;反之,則向逆反應方向移動。(2)壓強對化學平衡的影響:在其它條件不變的情況下,
31、增大壓強會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。(3)溫度對化學平衡的影響:在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學平衡商著吸熱反應的方向移動;溫度降低,會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。(4)催化劑:因使正、逆反速率同等程度地加快,故不能使平衡發生移動。但能縮短達到平衡的時間。勒沙特列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。(5).其它因素的影響固體顆粒大小:顆粒越小,接觸面積越大,反應速率越大。光、電磁波、激光、紫外線、超聲波:都是給體系供能,通常是加快反應。溶劑的性質也能改變化學反應速
32、率。第四節合成氨條件的選擇知識與技能:1、使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。2、使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。過程和方法:1、通過合成氨的適宜條件的選擇,鞏固學生對化學反應速率和化學平衡原理的運用。2、通過討論更好地理解概念和運用概念。情感態度和價值觀:通過平衡移動原理的學習和合成氨的適宜條件的選擇,培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。教學重點:外界條件對化學平衡移動的影響教學難點:化學平衡移動原理課時安排:一課時教學過程:一:合成氨條件的選擇工業上用N2和H2合成氨:N2+3H2一2NH3+Q從反應速率和化學平衡兩方面看,選擇什么樣
33、的操作條件才有利于提高生產效率和降低成本呢從速率看,溫度高、壓強大(即N2、H2濃度大)都會提高反應速率;從化學平衡看,溫度低、壓強大都有利于提高N2和H2的轉化率。可見,壓強增大,從反應速率和化學平衡看都是有利于合成氨的。但從生產實際考慮,壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求越高,將使成本增大。故一般合成氨廠采用的壓強是2050MPa帕斯卡。而溫度升高,有利于反應速率但不利于N2和H2的轉化率。如何在較低的溫度下保持較大轉化率的情況下,盡可能加快反應速率呢選用合適的催化劑能達到這個目的。那么,較低的溫度是低到什么限度呢不能低于所用催化劑的活性溫度。目前使用的催化劑是以鐵為主
34、體的多成分催化劑一一又稱鐵觸媒。其活性溫度為450C550C,即溫度應在450550C為宜。將來如制出活性溫度更低、活性也很在的新型催化劑時,合成氨使用的溫度當然比現在要低,轉化率就能更高了。選擇適宜的條件:根據N2+3H22NH3+Q這一反應的特點,運用化學反應速率和化學平衡的理論來選擇適宜條件。該反應為可逆、體積減小、正反應為放熱等特點(1)適宜的壓強:為何強調適宜壓強越大、有利于NHs的合成,但太大,所需動力大,材料強度高,設備制造要求高,成本提高,選擇2X1075X107Pa壓強。(2) 適宜的溫度:溫度越低越有利于NHs的合成,為何還要選擇5000C高溫因為溫度越低,反應速率越小,達
35、平衡時間長,單位時間產量低,另外500C時,催化劑活性最大。(3) 使用催化劑(4) 及時分離出NH3,并不斷補充N2和H2(N2要過量,提高成本較高的H2轉化率)小結:合成氨的適宜條件:壓強:2050MPa溫度:500C左右催化劑:鐵觸媒2、合成氨工業簡述:合成氨工業主要是原料氣中的氫氣和氮氣合成氨的過程。我們先從原料氣談起。(1) 原料氣的制備、凈化和壓縮:,一是將空氣液化,蒸發,使它分離為N2和02N2:二是將空氣中的02跟碳作用:C+Q=CO,再除去CQH2:將水蒸氣通過赤熱的煤層(或焦炭層):C+HO(氣)二CO+H催化劑在催化劑存在下:CO+HO(氣)CO2+H2在制取原料氣的過程
36、中,常混有不同數量的其他雜質,而合成氨所需要的是純凈的N2和H2,所以必須將這些雜質除去,否則會使合成氨所用催化劑“中毒”,清除雜質的過程叫做原料氣的凈化。由于氨的合成是在高壓下進行的,所以在氨的合成之前,還需要將N2、H2混合氣體用壓縮機壓縮至高壓。(2) 氨的合成:N2+3H2一-2NH3+熱量在合成塔中進行N2、H2混合氣體壓縮機合成塔循環壓縮機氨分離器(此圖邊講邊畫)(3) 氨的分離:從合成塔里出來的混合氣體通常含15%左右的氨。為了使氨從沒有起反應的N2和H2里分離出來,要把混合氣體通過冷凝器,使氨液化,然后在氣體分離器里把液態氨分離出來,導入液氨貯罐。由氣體分離器出來的氣體,經過循
37、環壓縮機,再送到合成塔里去,以便充分利用原料。作業:課后相關習題目做書上課后反思:附:板書設計化學平衡合成氨條件的選擇溫度:500r左右第二章第四節一:合成氨條件的選擇壓強:2050Mpa催化劑:鐵觸媒(及時分離出NH3,并不斷補充N2和H2)2、合成氨工業簡述:(1) 原料氣的制備、凈化和壓縮:(2) 氨的合成:(3) 氨的分離:參考練習:一:選擇題(每小題有12個正確答案)1、對于反應A2+3B2二三AB3以下表示的反應速率中,速率最大的是A、va=L-1min-1B、vb=匚1min-1VAB3L-1minD、vA2=L-1S-12、在2L密閉容器中,盛有2molX和2molY物質進行如
38、下反應:X(s)+3Y(g)Z(g),當反應進行到10s后,測得生成Z,這期間的平均反應速率為A、vx=s-1B、vx=L-1s-1C、Vy=L-1s-1D、Vy=L-1s-13、現有三個體積相等的密閉容器中都進行如下反應:CQ+H2=C0+H20(g),反應所處的溫度相同,但反應的起始濃度不同,其中甲:H2=CO=amol乙:CO2=amolH2=2amol丙CO2=H2=H2O=amol,達到平衡時,CO的濃度由大到小的順序排列正確的是A、丙甲乙B、甲乙丙C、乙丙甲D、乙甲丙4、在一個固定體積的密閉容器中,放入mmol的A和nmol的B,發生如下反應:mA(g)+nB(g)=PC(g),平
39、衡時C的濃度是wmolL-1,若維持容器的體積不變,起始時放入amolA、bmolB和cmolC,要使平衡時C的濃度仍為wmolL-1,貝Ua、b、c必須滿足的條件是A、a:b:c=m:n:pmcC、aPapB、a:b=m:n和cpmD、a=m,c=n和c自3335、對處于化學平衡的體系,以化學平衡與化學反應速率的關系可知:A、化學反應速率變化時,化學平衡一定發生移動。B、化學平衡發生移動時、化學反應速率一定變化。C、正反應進行的程度大、正反應速率一定大。D、只有催化劑存在下,才會發生化學反應速率變化,而化學平衡不移動的情況。6、在PC5(g)二PC3(g)+Cb(g),達到平衡后,其它條件不變,向平衡體系中加入37Cb,達到新平衡后,含37Cl的PC3的物質的量與原平衡相比A、增大B減小C、不變D、不能確定7、下列事實不能用勒沙特列原理說明的是A:往氫硫酸溶液中加入鹽酸,S2降低。B:溫度不變時,敞口久置于空氣中的飽和KNO3溶液含有晶體析出。C:在合成氨的工業生產中,使用較高的溫度有利于提高產量。D:在密閉容器中,水面上方的蒸氣壓強隨溫度升高而增大。&下列平衡:QH2+H2=C2H42CH4=C2H4+2H2當降低溫度時,式向右移動,式向左移動,試判斷下列式中C+2H2二CH4+Q12C+H=C2H2+2Q22C+2H
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