化学反应条件的控制PPT课件
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第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制[学习目标定位] 1.通过实验认识化学反应的限度、可逆反应和化学平衡的含义,知道当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变。
2.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
一化学反应限度1.可逆反应(1)定义:在相同条件下,正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应。
(2)特征①可逆反应在一定条件下不能进行到底,只能进行到一定程度,反应有一定限度,即达到平衡状态,此时各物质的量都大于零;②在可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号。
2.化学平衡的建立2SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通(1)对于可逆反应2SO2+O2催化剂△入一定体积的密闭容器中。
其化学反应速率与时间关系如图所示。
分析回答下列问题:①反应开始时,正反应速率最大,原因是反应物浓度最大;逆反应速率为0,原因是生成物浓度为0;②反应进行中,正反应速率的变化是逐渐减小,原因是反应物浓度逐渐减小;逆反应速率的变化是逐渐增大,原因是生成物浓度逐渐增大;③反应一段时间(t1)后,正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等,反应物的浓度不再改变,生成物的浓度不再改变。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。
如图:3.化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念:如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡,化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)化学平衡状态的特征:4.影响化学反应的限度的因素(1)决定因素:化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。
不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同,反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素:化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。
改变其中的一个条件,可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。
第四节化学反应的调控一、合成氨反应的特点(一)反应:N2+3H2催化剂2NH3高温高压(二)特点:1、可逆反应2、放热反应:ΔH<03、熵减小的反应:ΔS<0二、合成氨反应特点的分析三、工业合成氨的适宜条件压强:10-30MPa 温度:400-500℃催化剂:铁触媒(500℃左右时的活性最大)工业上选择适宜生产条件的原则Δνg>0 低压兼顾速率和平衡,选取适宜的压强四、合成氨的生产流程(一)生产流程(二)流程分析1、原料气干燥、净化:除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质,防止与催化剂接触时,导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性2、压缩机加压:增大压强3、热交换:合成氨反应为放热反应,反应体系温度逐渐升高,为原料气反应提供热量,故热交换可充分利用能源,提高经济效益。
4、冷却:生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法,可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来,以促使平衡向生成NH3的方向移动。
5、循环使用原料气:因合成氨反应为可逆反应,平衡混合物中含有原料气,将NH3分离后的原料气循环利用,并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度,以利于合成氨反应,提高经济效益。
五、影响化学反应进行的两个因素(一)参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素(二)温度、压强、浓度、催化剂等反应条件六、化学反应的调控(一)定义:就是通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。
(二)考虑因素:在实际生产中常常需要结合设备条件、安全操作、经济成本等情况,综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素,寻找适宜的生产条件。
此外,还要根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析,权衡利弊,才能实施生产。