2020版高考化学新增分大一轮复习第7章第23讲化学反应速率合成氨工业课件鲁科版.pptx
《2020版高考化学新增分大一轮复习第7章第23讲化学反应速率合成氨工业课件鲁科版.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020版高考化学新增分大一轮复习第7章第23讲化学反应速率合成氨工业课件鲁科版.pptx(94页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、,化学反应速率 合成氨工业,第23讲,大一轮复习讲义,第7章 化学反应的方向、限度与速率,考纲要求 KAOGANGYAOQIU,1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。,考点一 化学反应速率的概念及计算,考点二 影响化学反应速率的因素,探究高考 明确考向,课时作业,内容索引 NEIRONGSUOYIN,考点三 合成氨适宜条件的选择,01,考点一,化学反应速率的概念及计算,1.表示方法
2、 通常用单位时间内反应物浓度的_或生成物浓度的_来表示。 2.数学表达式及单位 v ,单位为_或_。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能_,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的_之比。 如在反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)中,存在v(A)v(B)v(C)v(D)abcd,知识梳理,ZHISHISHULI,molL1min1,减少,增加,molL1s1,不同,化学计量数,(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显( ) (2)对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应
3、速率( ) 解析 对于一些化学反应也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。 (3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率( ) (4)化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1( ),辨析易错易混正误判断,(5)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( ) (6)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快( ),题组一 化学反应速率的大小比较 1.(2018郑州质检)对于可逆反应A(g)3B(s)2
4、C(g)2D(g),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 A.v(A)0.5 molL1min1 B.v(B)1.2 molL1s1 C.v(D)0.4 molL1min1 D.v(C)0.1 molL1s1,解题探究,JIETITANJIU,解析 本题可以采用归一法进行求解,通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较,B物质是固体,不能表示反应速率; C项中对应的v(A)0.2 molL1min1; D项中对应的v(A)3 molL1min1。,2.已知反应4CO2NO2 N24CO2在不同条件下的化学反应速率如下: v(CO)1
5、.5 molL1min1 v(NO2)0.7 molL1min1 v(N2)0.4 molL1min1 v(CO2)1.1 molL1min1 v(NO2)0.01 molL1s1 请比较上述5种情况反应的快慢:_(由大到小的顺序)。,解析 经转化可表示为v(CO)2v(NO2)1.4 molL1min1; v(CO)4v(N2)1.6 molL1min1; v(CO)v(CO2)1.1 molL1min1; v(CO)2v(NO2)0.02 molL1s11.2 molL1min1,故。,同一化学反应中反应快慢的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的
6、快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。 (1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。 (2)换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。,题组二 化学反应速率的计算 3.(2018西安模拟)将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在810 min内CO2的平均反应速率是 A.0.5 molL1min1 B.0.1 molL1min1 C.0 molL1min1 D.0.125 molL1min1
7、,4.合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v_mLg1min1。,30,5.在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g) O2(g)H2O(g)Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:,计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位,写出计算过程)。,答案 解法一 2.06.0 min时间内,n(Cl2)5.4103 mol1.8103 mol 3.6103 mol,v(Cl2) 9.0104 m
8、olmin1 所以v(HCl)2v(Cl2)29.0104 molmin11.8103 molmin1。 解法二 HCl转化的物质的量为n,则,2 1n (5.41.8)103 mol 解得n7.2103 mol,,化学反应中各物质浓度的计算模式“三段式” (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。,02,考点二,影响化学反应速率的因素,知识梳理,ZHISHISHULI,1.内因 反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为_。 2.外因,增大,减小,减小,增大,增大,减小,增大,增大固体表
9、面积,MgAl,3.理论解释有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 活化分子:能够发生有效碰撞的分子。 活化能:如图 图中:E1为_,使用催化剂时的活化能为_,反应热为_。(注:E2为逆反应的活化能) 有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。,正反应的活化能,E3,E1E2,(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系,分子,分子,总数,总数,百分数,百分数,(1)催化剂都不参加化学反应( ) (2)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大( ) (3)可逆反应中减小产物的浓度可增大正反应的速率( ) (4)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大( ) (5)增大
10、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( ) (6)对可逆反应FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl,增加氯化钾浓度,逆反应速率加快( ),辨析易错易混正误判断,答案 AB段(v渐增),主要原因是反应放热,导致温度升高,反应速率渐大;BC段(v渐小),则主要原因是随反应的进行,溶液中c(H)渐小,导致反应速率渐小。,1.对于FeH2SO4(稀)=FeSO4H2,改变某些条件会影响产生氢气的速率,请回答下列问题: (1)v(H2)t图像中,为何AB段v逐渐增大,BC段又逐渐减小?,提升思维能力深度思考,答案 产生氢气的速率加快。原因:Fe置换Cu2生成单质Cu,与Fe形
11、成原电池加快反应速率。 产生H2的速率减小。原因是:CH3COO结合H,降低H浓度,反应速率减小。,(2)若增加铁的用量,对反应速率有何影响(不考虑表面积的变化),为什么?,答案 无影响,因为固体以及纯液体的浓度视为常数,其量的变化对反应速率无影响。,(3)若将稀硫酸换成浓硫酸能加快产生H2的速率吗?为什么?,答案 不能,因为常温下浓硫酸使铁钝化。,(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量CuSO4,CH3COONa固体,产生氢气的速率如何变化?解释变化的原因。,单位体积内,活化分子数目增加, 有效碰撞的次数增多,因而反应速率增大,2.一定温度下,反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭
12、容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 (1)缩小体积使压强增大:_,原因是_ _。 (2)恒容充入N2:_。 (3)恒容充入He:_,原因是_。 (4)恒压充入He:_。,增大,增大,不变,单位体积内活化分子数不变,因而反应速率不变,减小,气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响 (1)恒容:充入“惰性气体” 总压增大 物质浓度不变(活化分子浓度不变) 反应速率不变。 (2)恒压:充入“惰性气体” 体积增大 物质浓度减小(活化分子浓度减小) 反应速率减小。,解析 增大固体的量、恒容时充入不参与反应的气体对化学反应速率无影响。,1.(2
13、018山西质检)反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)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响的是 增加C的量 将容器的体积缩小一半 保持体积不变,充入N2使体系压强增大 保持压强不变,充入N2使容器体积变大 A. B. C. D.,解题探究,JIETITANJIU,2.2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强,化学反应速率一定增大 C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t
14、1t2内,生成SO3(g)的平均反应速率v,解析 V2O5作为催化剂,能同等程度改变正、逆化学反应速率,A项错误; 压强并不是影响化学反应速率的唯一因素,只有当其他条件不变时增大压强,化学反应速率才增大,B项错误; 不管是吸热反应还是放热反应,降低温度化学反应速率均减小,使达到平衡所需的时间增多,C项错误; 据v 可知,cc2c1,tt2t1,D项正确。,3.(2018天津一中调研)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I的溶液中,H2O2分解的机理为 H2O2I H2OIO 慢 H2O2IO H2OO2I 快 下列有关该反应的说法正确的是 A.反应速率与I浓度有关 B.IO
15、也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJmol1 D.v(H2O2)v(H2O)v(O2),解析 A项,将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2=2H2OO2,该反应中I作催化剂,其浓度的大小将影响该反应的反应速率; B项,该反应中IO是中间产物,不是该反应的催化剂; C项,反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量,分解1 mol H2O2放出98 kJ热量,不能据此判断该反应的活化能; D项,由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)v(H2O)2v(O2)。,4.下列表格中的各种情况,可以用对应选项中的图像表示的是,解析 由于K比Na活泼,故大小相同的金属K和
16、Na与水反应,K的反应速率更快,又由于Na、K与H2O反应均为放热反应,随着反应的进行,放出大量的热,反应速率逐渐加快,A项不正确; 由于起始时乙中H2C2O4浓度大,故其反应速率比甲中快,B项不正确; 由于甲反应是在热水中进行的,温度高,故甲的反应速率大于乙,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,C项正确; MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用,故乙的反应速率大于甲,D项不正确。,(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时,其表面积增大将导致反应速率增大。 (2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分
17、析压强的改变对反应速率的影响时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不变。 (3)改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率则不一定发生变化。 (4)其他条件一定,升高温度,不论正反应还是逆反应,不论放热反应还是吸热反应,反应速率都要增大,只不过正、逆反应速率增加的程度不同。,03,考点三,合成氨适宜条件的选择,知识梳理,ZHISHISHULI,1.反应特点 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H_0 S_0 2.反应条件选择的理论分析 (1)反应限度角度:_、高压,有利于提高转化率。 (2)反应速率角度:_、_、
18、使用催化剂,有利于提高化学反应速率。 3.适宜条件 (1)温度:_左右,此时催化剂活性最大。 (2)压强:低压(1107 Pa),中压(21073107 Pa)和高压(8.51071108 Pa)三种类型。,低温,高温,高压,700K,(3)催化剂:铁触媒。 (4)N2与H2的物质的量之比(投料比):_。 4.合成氨工业的简要流程可用方框图表示为,(1)原料气的制取 N2:将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2,除去CO2后得N2。 H2:用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为,12.8,(2)制得的N2、H2需净化、除杂质,再用
19、压缩机压缩至高压。 (3)氨的合成:在适宜的条件下,在合成塔中进行。 (4)氨的分离:经冷凝使氨液化,将氨分离出来,为提高原料的利用率,将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔,使其被充分利用。,(1)使用铁做催化剂,可提高合成氨反应的速率和平衡转化率( ) (2)高压比常压条件更有利于合成氨的反应( ) (3)500 左右比室温更有利于合成氨的反应,提高H2的平衡转化率( ) (4)合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率( ) (5)合成氨采用21075107 Pa,因为该压强下铁触媒的活性最高( ) (6)合成氨工业采用高压,不仅能提高转化率,还能缩短到达平衡的时间( ),辨析易错易混正
20、误判断,1.合成氨反应达到平衡时,NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是 A.提高分离技术 B.研制耐高压的合成塔 C.研制低温催化剂 D.探索不用N2和H2合成氨的新途径,解题探究,JIETITANJIU,解析 由题图可知,NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降,故要提高NH3的体积分数,必须降低温度,但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为700 K,故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。,解析 低温虽然有利于平衡正向移动,但低温会导致反应速率降低,不利于提高生产效率,答案选B。,2.(2018青岛诊断)合成氨反应的正反应是气体体积减小的
21、放热反应。合成氨工业的生产流程如下:,关于合成氨工业的说法中不正确的是 A.混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想 B.合成氨反应须在低温下进行 C.对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率 D.使用催化剂可以提高反应的速率,但是不能使平衡向正反应方向移动,3.工业合成氨N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:,(1)该反应通常用活性铁做催化剂,加活性铁会使图中B点_(填“升高”或“降低”),理由是 _。,(2)450 时该反应的平衡常数_(填“”或“”)500 时的平衡常数。,降低,催化剂能降低反应的活化能,解析 催化剂能降低反应的活化能。,解析 该
22、反应正向为放热反应,低温有利于平衡正向移动,450 时反应正向进行的程度大,即450 对应的平衡常数大。,(3)一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的合理措施有_(填字母)。 a.高温高压 b.加入催化剂 c.增加N2的浓度 d.增加H2的浓度 e.分离出NH3,ce,解析 高温使化学平衡逆向移动,H2转化率降低,a不合理; 催化剂对平衡无影响,b不合理; 增加N2的浓度可以提高H2的转化率,c可以; d会降低H2的转化率; 分离出NH3,有利于平衡右移,e可以提高H2的转化率。,4.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020 高考 化学 新增 一轮 复习 23 化学反应 速率 合成氨 工业 课件 鲁科版 PPTX
