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【新高考头条—化学】化学核心素养之 变化观念与平衡思想

更新日期:2018-07-08 08:46:30        点击:

        科学技术日新月异,几乎每天都有新材料、新物质产生,这些都离不开化学变化。化学变化的本质就是有新物质生成。这些新材料、新物质是如何产生的?怎样让化学更好地为人类服务?这就需要我们明确化学反应的实质和规律,找到化学变化的条件,影响速率的因素,反应进行的限度,以及反应与能量的联系,进而调控化学变化为我们所用。这就涉及化学的核心素养——变化观念与平衡思想。下面以工业合成氨为例来阐述。

        氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨工业在20世纪初期形成,开始用氨气制备硝酸,成为制作炸药的原料;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务,比如生产氮肥,制造纯碱。氮气与氢气生成氨气是一个典型的可逆反应,如何控制它们之间的动态平衡,让氮气和氢气尽可能多、尽可能快的变成氨气?这就涉及化学平衡移动、化学反应速率的问题。

        氮气与氢气生成氨气的正反应放热,所以从理想条件来看,氨的合成在较低温度下进行有利,但温度过低,反应速率会很小,并且在500°C时催化剂铁触媒的活性最大,故在实际生产中,一般选用500°C。氮气与氢气生成氨气的正反应是气体体积减小的反应,所以从理想条件来看,氨的合成在较高压强下进行有利,但实际生产中,太大的压强需要的动力就大,对材料要求也会增高,这就增加了生产成本,因此,受动力材料设备影响,目前我国合成氨厂一般采用20MPa~50MPa。所以要多角度、动态的分析化学变化,运用化学反应原理解决生产生活中的实际问题。

        化学,让我们的生活更美好!

 

大智教育集团化学研究院

高考(含学考)命题与解题研究员

王国栋