人教版高中化学核心素养提升24化学平衡移动原理在化工生产中的广泛应用课件.ppt

1、1创新设计创新设计素养说明：素养说明：化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动，是近几年高频考点，充分体现了学以致用的原则。使平衡向着理想的方向移动，是近几年高频考点，充分体现了学以致用的原则。2创新设计创新设计1.总体原则总体原则(1)化工生产适宜条件选择的一般原则化工生产适宜条件选择的一般原则条件条件原则原则从化学反应速率分析从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析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，又要注意二既要注意外

2、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者影响的矛盾性从原料的利用率分析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，从而降低生产成本生产成本从实际生产能力分析从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制注意催化剂的活性对温度的限制3创新设计创新设计(2)平衡类问题需考虑的几个方面平衡类问题需考虑的几个方面原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。原料的循环利用。原料的

3、循环利用。产物的污染处理。产物的污染处理。产物的酸碱性对反应的影响。产物的酸碱性对反应的影响。气体产物的压强对平衡造成的影响。气体产物的压强对平衡造成的影响。改变外界条件对多平衡体系的影响。改变外界条件对多平衡体系的影响。4创新设计创新设计2.典型实例典型实例工业合成氨工业合成氨5创新设计创新设计(3)反应条件的选择反应条件的选择反应条件反应条件对化学反应速对化学反应速率的影响率的影响对平衡混合物中对平衡混合物中氨含量的影响氨含量的影响合成氨条件的选择合成氨条件的选择增大压强增大压强增大反应速率增大反应速率平衡正向移动，提高平平衡正向移动，提高平衡混合物中氨的含量衡混合物中氨的含量压强增大，有

4、利于氨的合成，但需要动力大，压强增大，有利于氨的合成，但需要动力大，对材料、设备的要求高。故采用对材料、设备的要求高。故采用1030 MPa的高压的高压升高温度升高温度增大反应增大反应速率速率平衡逆向移动，降低平平衡逆向移动，降低平衡混合物中氨的含量衡混合物中氨的含量温度要适宜，既要保证反应有较快的速率，温度要适宜，既要保证反应有较快的速率，又要使反应物的转化率不能太低。故采用又要使反应物的转化率不能太低。故采用400500 左右的温度，并且在该温度下左右的温度，并且在该温度下催化剂的活性最大催化剂的活性最大使用催化剂使用催化剂增大反应增大反应速率速率没有影响没有影响工业上一般选用铁触媒作催化

5、剂工业上一般选用铁触媒作催化剂6创新设计创新设计(4)原料气的充分利用原料气的充分利用合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操作的方法可提高原料的利用率。作的方法可提高原料的利用率。7创新设计创新设计题型专练题型专练A.这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行B.若物质若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高，以提高A的转化率的转化率C.工业上一般采用较高温度合成工业上一般采

6、用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高，因温度越高，反应物的转化率越高D.工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率8创新设计创新设计解析解析这是一个放热的熵减反应，只有当这是一个放热的熵减反应，只有当HTS0时，该反应才能自发进行，时，该反应才能自发进行，A错误；加入过量的错误；加入过量的B，可以提高，可以提高A的转化率，的转化率，B正确；升高温度，平衡逆向移动，反正确；升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，应物的转化率降低，C错误；使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，错误；使用催化剂只能改

7、变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，不能提高反应物的转化率，D错误。错误。答案答案B9创新设计创新设计2.(天津高考天津高考)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：一种工业合成氨的简易流程图如下：一种工业合成氨的简易流程图如下：10创新设计创新设计11创新设计创新设计利用反应利用反应，将，将CO进一步转化，可提高进一步转化，可提高H2产量。若产量。若1 mol CO和和H2的混合气体的混合气体(CO的的体积分数为体积分数为20%)与与H2O反应，得到反应，得到1.18 mol CO、CO2和和H2的混合气体，

8、则的混合气体，则CO转化率转化率为为_。(3)图图1表示表示500、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根体积分数的关系。根据图中据图中a点数据计算点数据计算N2的平衡体积分数：的平衡体积分数：_。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。物质的量变化的曲线示意图。12创新设计创新设计(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用

9、的主要步骤是上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_。13创新设计创新设计14创新设计创新设计15创新设计创新设计(5)根据流程图可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是根据流程图可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(热交换热交换)，用，用合成氨放出热量对合成氨放出热量对N2和和H2进行预热。合成氨的正反应是气体物质的量减少的放热反应，进行预热。合成氨的正反应是气体物质的量减少的放热反应，为提高合成氨原料总转化率，又不降低反应速率，可采取对原料加压、分离液氨，使为提高合成氨原料总转化率，又不降低反应速率，可采取对原料加压、分离液氨，使化学平衡正向移动，同时对未反应的化学平衡正向移动，同时对未反应的N2、H2循环使用，提高原料转化率。循环使用，提高原料转化率。16创新设计创新设计17本节内容结束