化学反应速率、工业合成氨

1、复习目标：复习目标：1、反应速率概念及计算、反应速率概念及计算2、影响反应速率的因素、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）、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、速率及平衡图像问题处理技巧考点一考点一 化学反应速率化学反应速率1、概念：、概念： 单位时间内物质单位时间内物质浓度变化量浓度变化量与与时间时间比值比值 2、公式：、公式：3、速率与系数关系：、速率与系数关系：速率之比系数之比（速率之比系数之比（正反应或逆反应正反应或逆反应） 1 1判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”，错误的打，错误的打“”)”)(1)(1)对于任何化学反应来

2、说，反应速率越大，反应现象对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显就越明显( () )(2)(2)由由v v 计算平均速率，用反应物表示为正值，用计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值生成物表示为负值( () )(3)(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同速率，其数值可能不同，但表示的意义相同( () )2 2化学反应速率化学反应速率v v 是指即时速率还是平均速率？是指即时速率还是平均速率？3 3可逆反应可逆反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3在不同时间段测得

3、的反应速在不同时间段测得的反应速率分别为率分别为v(Nv(N2 2) )1 molL1 molL1 1ss1 1，v(Hv(H2 2) )2.5 molL2.5 molL1 1ss1 1，能否说明能否说明v(Hv(H2 2)v(N)v(N2 2)?)?能否用固体或纯液体表示化学反应速率？能否用固体或纯液体表示化学反应速率？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。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。B BC C3 3某温度时，在某温度时，在2 L2 L容器中

4、容器中X X、Y Y、Z Z三种气体的物质的量随三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。时间变化的曲线如图所示。由此分析，该反应的化学由此分析，该反应的化学方程式为方程式为_；从反应开始至从反应开始至2 min2 min时，时，Z Z的的反应速率为反应速率为_。3Y3YZ 2XZ 2X0.025 mol/(Lmin)0.025 mol/(Lmin)4 4在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，对于某反应在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，对于某反应X X3Y 2Z3Y 2Z2W2W，分别测得反应速率，甲：分别测得反应速率，甲：v(X)v(X)0.3 mol0.3 mol（LminLmin）1 1，乙：

5、，乙：v(Y)v(Y)1.2 mol1.2 mol（LminLmin）1 1，丙：，丙：v(Z)v(Z)0.8 mol0.8 mol（LminLmin）1 1，丁：，丁：v(W)v(W)0.02 molLs0.02 molLs）1 1，则反应最快的是，则反应最快的是( () )A A甲甲 B B乙乙 C C丙丙 D D丁丁5 5对于可逆反应对于可逆反应A(g)A(g)3B(s) 2C(g)3B(s) 2C(g)2D(g)2D(g)，在不同条件下的化，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学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是( () )A Av(A)v(A)0.5 mo

6、lL0.5 molL1 1minmin1 1B Bv(B)v(B)1.2 molL1.2 molL1 1ss1 1C Cv(D)v(D)0.4 molL0.4 molL1 1minmin1 1D Dv(C)v(C)0.1 molL0.1 molL1 1ss1 1题组一题组一 比较化学反应进行的快慢比较化学反应进行的快慢D DD D方法比较：方法比较：比较反应速率大小的方法比较反应速率大小的方法 “一看二转三比较一看二转三比较”第一步看第一步看单位是否统一单位是否统一；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转化成用同一物质

7、表示同一物质表示；第三步是比较数值的大小。第三步是比较数值的大小。2 20.05 mol/(Lmin)0.05 mol/(Lmin)50%50%考点二考点二 化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素1、内因：、内因： 物质的本性（活泼性）物质的本性（活泼性）2、外因：、外因：浓度：浓度：温度：温度：压强：压强：催化剂：催化剂：颗粒大小（接触面积）：颗粒大小（接触面积）：各种波：电磁波、光波、各种波：电磁波、光波、紫外线、红外线紫外线、红外线.1 1判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”，错误的打，错误的打“”)”)(1)(1)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加

8、CaCOCaCO3 3固体的量，反应速率固体的量，反应速率不变，但把不变，但把CaCOCaCO3 3固体粉碎，可以加快反应速率固体粉碎，可以加快反应速率 ( () )(2)(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大增大反应体系的压强，反应速率不一定增大 ( () )(3)(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，所以反应速率增大速率增大 ( () )(4)(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律 ( () )(5)(5)二氧化锰能加快所有化学反应的速率

9、二氧化锰能加快所有化学反应的速率 ( () )(6)(6)锌与稀硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生锌与稀硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H H2 2的速率越快的速率越快 ( () )(7)(7)恒压，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢恒压，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢( () )3.3.有人说压强对化学反应速率的影响是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，通过改变浓度实现的。这种说法是否正确，对此你如何理解？对此你如何理解？1 1为探究锌与稀硫酸的反应速率为探究锌与稀硫酸的反应速率 以以v(Hv(H2 2) )表示表示 ，向反应混合液中加，向反应混合液中

10、加入某些物质，下列判断正确的是入某些物质，下列判断正确的是( () )加入加入NHNH4 4HSOHSO4 4固体，固体，v(Hv(H2 2) )不变不变加入少量水，加入少量水，v(Hv(H2 2) )减小减小加入加入CHCH3 3COONaCOONa固体，固体，v(Hv(H2 2) )减小减小滴加少量滴加少量CuSOCuSO4 4溶液，溶液，v(Hv(H2 2) )减小减小A AB B C C D D2 2反应反应C(s)C(s)H H2 2O(g) CO(g)O(g) CO(g)H H2 2(g)(g)在一可变容积的密闭容器中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

11、响的是进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( () )增加增加C C的量的量将容器的体积缩小一半将容器的体积缩小一半保持体积不变，充入保持体积不变，充入N N2 2使体系压强增大使体系压强增大保持压强不变，充入保持压强不变，充入N N2 2使容器体积变大使容器体积变大A AB B C C D DC CB B3 3一定温度下，反应一定温度下，反应N N2 2(g)(g)O O2 2(g) 2NO(g)(g) 2NO(g)在密闭容器中在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是进行，下列措施不改变化学反应速率的是( () )A A缩小体积使压强增大缩小体积使压强增大 B B恒容，充入

12、恒容，充入N N2 2C C恒容，充入恒容，充入He DHe D恒压，充入恒压，充入HeHeC C题型二题型二 多因素综合影响化学反应速率多因素综合影响化学反应速率4 4硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为NaNa2 2S S2 2O O3 3H H2 2SOSO4 4=Na=Na2 2SOSO4 4SOSO2 2SSH H2 2O O，下列各组实，下列各组实验中最先出现浑浊的是验中最先出现浑浊的是( () )实实验验反应温反应温度度/NaNa2 2S S2 2O O3 3溶液溶液稀稀H H2 2SOSO4 4H H2 2O OV/mLV/mLc/m

13、olLc/molL1 1V/mLV/mLc/molLc/molL1 1V/mLV/mLA A25255 50.10.110100.10.15 5B B25255 50.20.25 50.20.21010C C35355 50.10.110100.10.15 5D D35355 50.20.25 50.20.21010D D5 5等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，应， 测定在不同时间测定在不同时间t t产生氢气体积产生氢气体积V V的数据，根据数据的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线绘制得到下图，则曲线a a、b b、c c、d d所

14、对应的实验组别可能所对应的实验组别可能是是( () )组别组别c(HCl) c(HCl) (mol/L)(mol/L) 温度温度()()状态状态1 12.02.02525块状块状2 22.52.53030块状块状3 32.52.55050块状块状4 42.52.53030粉末状粉末状A. 4A. 43 32 21 B1 B1 12 23 34 4 C C2 24 43 31 D1 D1 12 24 43 3A A 考点三考点三 工业合成氨条件优化选择工业合成氨条件优化选择1、自发性：、自发性：常温下常温下HTS0结论：该反应常温结论：该反应常温能自动发生能自动发生2、合成氨反应的速率：、合成氨

15、反应的速率：速率方程速率方程v=kc(N2)c1.5(H2)c1(NH3)理论上：理论上：升高温度升高温度提高提高N2、H2浓度或降低浓度或降低NH3浓度浓度（尤其是增大（尤其是增大H2浓度）浓度）加大压强（压缩体积）加大压强（压缩体积）加催化剂加催化剂均可提高反应速率均可提高反应速率理论上：理论上：降低温度降低温度增大压强（压缩体积）增大压强（压缩体积）降低降低NH3浓度（液化分离抽走氨气）浓度（液化分离抽走氨气）均可提高均可提高N2、H2转化率转化率3、合成氨反应的限度：、合成氨反应的限度：常温下平衡常数常温下平衡常数k=4.11064、合成氨反应的适宜条件：、合成氨反应的适宜条件：速率要

16、求速率要求平衡要求平衡要求适宜条件适宜条件温度温度越越高高越好越好越越低低越好越好700k左右左右压强压强越越高高越好越好越越高高越好越好107108Pa浓度浓度N2、H2高，高，NH3低低NH3低低N2：H2=1:2.8液化分离氨气液化分离氨气催化剂催化剂效率越高越好效率越高越好无影响无影响铁触媒做催化剂铁触媒做催化剂、温度主要考虑了催化剂活性最高。、温度主要考虑了催化剂活性最高。、压强理论上虽越高越好，但要考、压强理论上虽越高越好，但要考 虑设备因素、动力因素的经济性。虑设备因素、动力因素的经济性。、N2:H2=1:2.8主要考虑了反应速率。主要考虑了反应速率。、催化剂虽然不能改变平衡转化率、催化剂虽然不能改变平衡转化率 但是能提高反应速率所以能提高产量。但是能提高反应速率所以能提高产量。5、合成氨时，把未完全反应的的、合成氨时，把未完全反应的的 N2、H2再次通入合成塔再次转化再次通入合成塔再次转化化学反应化学反应优化条件选择优化条件选择基本思想：基本思想：1、温度：综合考虑速率、平衡、温度：综合考虑速率、平衡、 催化剂、经济因素。催化剂、经济因素。2、压强：综合考虑速率、平衡、压强：综合考虑速率、平衡、 设备耐压、经济因素。设备耐压、经济因素。3、