新教材高中化学化学反应的方向限度与速率微项目探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇-化学反应选择与反应条件优化课件鲁科版选择性必修

第2章化学反响的方向、限度与速率微工程探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇——化学反响选择与反响条件优化课标解读课标要求素养要求1.通过利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇反应的选择，以及对反应条件的优化，体会反应的焓变、熵变、化学平衡和速率相关知识的应用价值，形成从物质转化以及反应的方向、限度、快慢等多个角度综合分析、解决工业生产实际问题的基本思路。2.通过本项目的学习，树立绿色化学理念，认识到利用化学反应将无用物质转化为有用物质是解决环境问题的重要途径之一。1.科学探究与创新意识:通过探究工业废气中的二氧化碳合成甲醇反应的选择以及对反应条件的优化，认识科学探究是进行科学解释、创造和应用的实践活动。能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究。2.科学态度与社会责任:通过本项目的学习，感受化学知识在解决实际问题中的应用价值。有理论联系实际的观念，有将化学成果应用于生产、生活的意识。工程活动1选择适宜的化学反响〔1〕目前有机原料按消费量排序，前4位是乙烯、丙烯、苯、①________。〔2〕现在合成甲醇的原料大多数国家以②__________为主要原料，我国那么是以③___________为主要原料。甲醇天然气煤和重渣油

正向自发进行来源

反应①-48.97-177.16②+676.48-43.87提示反响①属于放热的熵减小反响，低温时反响正向自发进行。反响②属于吸热的熵减小反响，在任何温度下正向反响均不自发进行。所以应该选择反响①。〔2〕判断反响①的正向自发进行的最高温度为多少？

〔1〕请根据焓变和熵变判断上述2个反响是否能正向自发进行？应该选择哪个反响？

提示该反响属于吸热的熵增加的反响，在高温下能正向自发进行。

〔2〕判断依据〔1〕在生产和科研实际中，我们常常需要设计新的反响路线或试制新的化学品。这时，首先需要判断所设计反响是否可行，即判断在某种条件下所设计反响是否能够正向自发进行、能进行到什么程度。〔2〕只有在确知所设计反响可以正向自发进行时，才能进一步考虑反响的速率问题并采取具体措施，如选用催化剂等。

B

C

工程活动2选择适宜的反响条件〔1〕综合原那么一般①_______________________________、②_______________________等多个方面综合考虑，并根据有关理论和实验数据对所选择的条件进行论证。从化学平衡和化学反响速率主反响和副反响选择温度时要综合考虑温度对③_________________________、④_____________________和⑤_______________________的影响考虑调控反应体系中各组分浓度、促使平衡正向移动时需要考虑如何避免或减少⑥________________________及如何选择性地促进⑦__________________________副反响的发生主反响正向移动平衡移动方向反响速率催化剂活性例如：〔2〕催化剂寻找催化效率高、⑧_____________________的催化剂，有效缩短到达平衡的时间，在尽可能短的时间内获得尽量多的产物。〔3〕其他条件工业生产中，还要考虑⑨_______________________________等方面因素。选择性高本钱、工艺、平安性条件的改变（其他条件不变）化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向⑩__________方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向⑪__________方向移动压强（对有气体存在的反应）反应前后气体体积改变增大压强向⑫____________的方向移动减小压强向⑬____________的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动正反响逆反响气体体积减小气体体积增大温度升高温度向⑭__________反应方向移动降低温度向⑮__________反应方向移动催化剂使用催化剂，平衡不移动吸热放热续表影响因素影响结果（其他条件不变）浓度固体或纯液体浓度为常数，增加反应物的量，反应速率⑯_________（但固体物质的表面积影响反应速率）气体或溶液增大反应物的浓度，反应速率⑰_____________温度升温反应速率⑱________________降温反应速率⑲________________压强加压（缩小体积）对有气体参加的反应，正、逆反应速率均⑳________减压（扩大体积）对有气体参加的反应，正、逆反应速率均㉑________催化剂使用催化剂能同时同比例改变正、逆反应的速率不变加快加快减慢加快减慢

2:13:15:17:111.6313.6815.9318.713.044.125.266.93

提示不是。分析题图中数据可知，压强越大，甲醇的产率越大，但从设备本钱看，压强越大生产本钱越高。

提示合成甲醇的反响是放热反响，平衡后温度升高平衡向逆反响方向移动，甲醇产率降低。4.综合以上分析，合成甲醇的适宜条件应如何选择？

5.从工业生产流程考虑还有哪些措施可提高甲醇的产率？提示配置二氧化碳富集装置、甲醇—水别离装置以及副产物一氧化碳回收装置等。化工生产适宜条件选择的一般原那么：条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压的能力等从催化剂的使用活性分析注意温度对催化剂的活性的限制

C

B[解析]此反响为放热反响，高温使平衡逆向移动，甲醇的产率减小，故A、D错误；适宜的温度和催化剂，有利于反响速率增大，题给反响的正反响为体积减小的反响，故高压使平衡正向移动，故B正确；低压下，平衡向逆反响方向移动，不利于甲醇的产出，故C错误。1.以下对化学反响预测正确的选