合成氨条件的选择

[教学目标]

1．知识目标

（1）使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。

（2）了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。

2．能力和方法目标

（1）通过合成氨生产条件的分析和选择，使学生了解应化学原理选择化工生产条件的思路和方法。

（2）通过用化学反应速率理论、化学平衡理论选择合成氨反应条件，培养知识的综合应用和归纳能力。

（3）通过合成氨对工业、农业等领域的重要作用的教育，让学生理解化学对于改善人类生活的重要意义。

 

[教学过程]

   

课堂练习：

1．在现代无机化工、有机化工、生物化工等生产中，大多数产品的合成往往需要使用的主要化学反应条件是（  ）。

（A）高温    （B）高压    （C）催化剂    （D）高温、高压、催化剂

2．将V₁L的H₂和V₂L的N₂在一定条件下发生反应，达到平衡后，混合气体总体积为V₃L（气体体积均在相同条件下测定），则生成NH₃的体积是（  ）。

（A）（V₁+V₂-V₃）L           （B）（V₁+V₂+V₃）L

（C）（V₁+V₂-2V₃）L          （D）[V₃-（V₁+V₂）]L

    3．在某合成氨厂合成氨的反应中，测得合成塔入口处气体N₂、H₂、NH₃的体积比为6:18:1，出口处气体N₂、H₂、NH₃的体积比为9:27:8，则氮的转化率为（  ）。

（A）5%          （B）50%       （C）25%       （D）20%

4．下面是合成氨的简要流程示意图（如图2-4-1）：

         

沿x路线回去的物质的是（     ）。

（A）N₂和H₂      （B）催化剂          （C）N₂         （D）H₂

5．工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素。已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H₂和CO₂，H₂是合成氨的原料，CO₂供合成尿素用。若从充分利用原料的角度考虑，选用____物质作原料较好。

     （A）CO      （B）石油脑（C₅H₁₂、C₆H₁₄）   （C）CH₄    （D）焦炭

6．在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH₃的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积之比是（   ）。

（A）1:5   （B）1:4   （C）1:3   （D）1:2

7．在3H₂ + N₂ 2NH₃反应中，使用催化剂的理由是（  ）。

（A）使平衡向正反应方向移动          （B）没有催化剂该反应不能发生

（C）使化学反应速率增大              （D）遏止逆反应的发生

 8．总压强为3.0×10⁷Pa时，氮氢混合气体（体积比为1:3）通入合成塔，反应达平衡时的压强降为2.5×10⁷Pa。则平衡时混合气体中氨的体积分数为（   ）。

（A）35%      （B）30%      （C）25%     （D）20%

9．将2LN₂和6 LH₂充入密闭容器里反应，达到平衡时，混合气体的体积为7.2L，计算：

（1）平衡时，混合气体里各气体物质的质量分数。

（2）N₂转化为NH₃的转化率。

（3）混合气体中NH₃全部被0.005L水吸收，所得氨水的物质的量浓度是多少？（氨水的密度为0.96g/mL，气体在标况下）质量分数是多少？

10．某温度下，1L密闭容器中加入1molN₂和3molH₂，使合成氨反应达平衡，平衡混合物中N₂、H₂和NH₃的物质的量分别用m、n、g mol表示，如果温度不变，只改变初始物质的加入量，而要求m、n、g的值不变，如果用x、y、z表示所加入的N₂、H₂和NH₃的量，那么x、y、z应满足：

（1）若x=0，y=0，则z =­____mol。

（2）若x=0.75mol，则y=____mol，z =­____mol。

（3）x、y、z应满足的一般条件是：________________（用x、y、z的代数式表示）。

 

1D，2A，3C，4A，5B，6A，7C，8D。

9．（1）H₂14.11%；N₂65.79%；NH₃20.06%；（2）20%；（3）7.2 mol^。L^-1；12.8%。

10．（1）2；（2）2.25，0.5；（3）x+ =1，2y+3z =6。

合成氨条件的选择