山东昌乐中高三轮原创化案化反应速率化反应条件的优化——工业合成氨(含答案).doc

化学反应速率 化学反应条件的优化——工业合成氨 编号 23
班级______组别 姓名
【学习目标】1、掌握化学反应速率的定量表示方法并能准确计算。
2、 小组合作探究外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学反应速率的影响，灵活选择工业合成氨的条件 .
3、 以极度的热情投入课堂，体验学习的快乐.
【 使用说明】利用一节课完成学案，下课收齐。下节课修改10分钟，针对存在问题重点讨论8分钟，师生探究、学生展示 15分钟，巩固落实5分钟后当堂检测。标有★★的B层可不做，标有★或★★的C层可不做。
【课前导学】
一、化学反应速率
1、化学反应速率的概念
下列关于化学反应速率的说法正确的是 ___________________ ，不正确的请改正。
（1）化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量浓度的增加来表示。
（2）对于某些反应，通常依据反应物减少或生成物增加的快慢来对反应速率做出定性判断。
（3）在同一反应中，用各种物质表示的化学反应速率大小相等，表示意义相同。
（4）一般来说，化学反应速率随反应进行逐渐变慢。因此某一时间内的化学反应速率实际指这段时间内反应的平均速率，而不是指某时刻的瞬时速率。
2、简单计算： 化学反应速率的表达式____________________________________
练习1、对于反应A (g)+ 3B(g) = 2C(g) ，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行最快的是（ ）
A. v(A)=0.01 mol /( L·s) B. v(B)=0.02 mol /( L·s)
C. v(B)=0.60 mol /( L·min) D. v(C)=1.0 mol /( L·min)
二、影响化学反应速率的因素
1、内因（主要因素）：参加反应的物质的________________

2、外因（次要因素）：
① 浓度对反应速率的影响：
其他条件不变时，增大反应物的浓度一般可 _______ 反应速率，改变固体或纯液体的量对反应速率______。对于可逆反应，增加反应物的浓度，v（正）急剧_____，v（逆）逐渐_____。
② 压强对化学反应速率的影响：
对于有 参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率 ；减小压强，反应速率 。
a.恒容时：充入气体反应物→ 反应速率 ； 充入“无关气体” （如惰性气体或不参加反应的气体等）→反应速率 。
b恒压时：充入“无关气体”（如惰性气体或不参加反应的气体等）→ 反应速率 。
③ 温度对化学反应速率的影响：
无论是放热反应还是吸热反应，升温，v（正）_______v（逆）_______。
④ 催化剂对化学反应速率的影响：
a.催化剂是能______反应速率而在反应前后本身的________和____________不变的物质。
b. 催化剂的催化机理： ，催化剂能_____程度
的改变正逆反应速率，但不能改变 ，不能提高反应物的 。
⑤ 其他因素：光、电磁波、超声波、颗粒 、溶剂的 等
练习2、在恒温、恒容条件下，可逆反应：N2 + 3H2 2NH3达到平衡时，向该平衡体系中充入氩气，则下列叙述正确的是（ ）
A．增大、减小 B．、均减小 C．平衡不发生移动 D．平衡向右移动
练习3、下列有关反应速率的说法正确的是（ ）
A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100ml 2mol·L-1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢
三、化学反应条件的优化——工业合成氨
合成氨的适宜条件是（4点）： ________________________
_________________________________
【合作探究、讨论展示】
1、v
v(正))
v(逆)
t4
t5
t3
t2
t1
t0
t
v(逆))
v(正)
v(逆)
v(正)
t6
如图表示反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（正反应是放热反应）在某些时间段中反应速率与反应过程的曲线关系图，
则氨的百分含量最高的一段时间是（ ）
A、 t0—t1 B、 t2—t3
C 、t3—t4 D、 t5—t6
2、合成氨工业中，为实现增加氨的日产量的目的而采取下列措施，其中与平衡移动无关的是（ ）
A. 不断将氨分离出来 B. 使用催化剂
C. 采用500℃左右的温度 D. 采用2×107~3×107Pa的压强
3、某工业生产中发生反应：2A(g) + B(g) 2M(g) ΔH＜0，下列有关说法正确的是（ ）
A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成
B．由于物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，因加入过量的B可以增大正反应速率，减小逆反应速率，从而提高A的转化率
C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高， 反应物的转化率越高
D．工业生产中会采用催化剂，因为使用催化剂可提高 M的日产量
【课堂训练】
1、可逆反应4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)，下列叙述正确的是（ ）
A．达到化学平衡时，4( O2)＝5(NO)
B．若单位时间生成XmolNO的同时，消耗 Xmol NH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是：2( NH3)＝3(H2O)
2、a1和a2分别为A在两个恒容容器中平衡体系A(g) 2 B(g) 和2A(g) B(g)的转化率，在温度不变的情况下，均增加A的物质的量，下列判断正确的是（ ）
A．a1、a2均减小 B．a1、a2均增大 C．a1减小，a2增大 D． a1增大，a2减小
3、一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g) H2(g) + I2(g)。若C(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时，需要15s，那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05mol·L-1时，所需反应的时间为（ ）
A.等于5s B. 等于10s C.大于10s D.小于10s
4、已知合成氨的反应为：N2+3H2 2NH3 △H= -92.4kJ/mol, 一定条件下达到化学平衡，现升高温度，下列图像中能正确描述正、逆反应速率(v)变化的是（ ）

★5、如右图所示在容积固定的2L密闭容器中进行某一可逆反应：
X(g) + 2Y(g) 2Z(g)用Y的物质的量浓度改变表示反应速率、与时间的关系图。已知单位为mol· L-1·s-1，则图中阴影部分的面积表示( )
A．X的物质的量浓度的减少 B．Y的物质的量浓度的减少
C．Z的物质的量增加 D．Y的物质的量减少
6、对于可逆反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)（正反应为放热反应），下列说法正确的是（ ）
A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小
B．达到平衡后升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率
C．达到平衡后缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高H2的转化率
D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了
7、一定温度下，在容积为VL的密闭容器中进行
aN(g) bM(g) 的化学反应，M、N 的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
(1) 此反应的化学方程式中a/b
(2) t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的化学反应速率为
__________________.
(3) 此反应达到平衡时，反应物的转化率为
(4) 当反应aN(g) bM(g) 达平衡后
① 若再充入N达到新平衡后N的百分含量将 （填 “增大、减小、不变”， 下同）
② 若再充入xmol N和ymol M、且x/y＞a/b时，则达到新平衡时混合气体的平均摩尔质量将 ________
8、一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
根据题意完成下列各题：
（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝ ， 升高温度，K值 （填“增大”、“减小”或“不变”）（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）＝
（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积 压缩到原来的1/2，下列有关该体系
的说法正确的是
A．氢气的浓度减少 B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加 D．重新平衡时n（H2）/n（CH3OH）增大
【当堂检测】
1、在一定条件下，可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（ ）
A、加催化剂，V正、V逆都发生变化且变化倍数相同
B、加压，V正、V逆都增大 C、降温，V正增大，V逆减小
D、恒压条件下，加入氩气，V正、V逆都减小
★★2、可逆反应，mA(s)+nB (g) pC(g) △H＞0,在恒温条件下，B的体积分数B%与压强的关系
如图所示，有关叙述正确的是（ ）
A. m+n 减小
a. 增大 不变 b. 减小
③ 增大 增大
④ a. 加快 质量 化学性质
b.催化剂通过参与反应，改变反应历程降低反应的活化能来提高化学反应速率
同等 化学反应的平衡常数 转化率
⑤ 大小 性质
练习2 C 练习3 D
三、化学反应条件的优化——工业合成氨
①提高反应温度 ②适当提高氮氢比 ③使用催化剂 ④ 适时分离产物氨
【合作探究 讨论展示】
1、B 2、BC 3、D
【能力提升】
1、A 2、C 3、C 4、C 5、B 6、C
7、（1）2︰1
（2）1/v(t2—t1) mol/（L·min)
(3)75% （4）减小 增大
8、（1）K=[CH3OH]/[CO]·[H2]2；减小；（2）2n b/3tBmol·（L·min）－1；（3）BC
【当堂检测】
1、C 2、C
7 / 7