合成氨條件的選擇

[教學目標 ]

1.知識目標

（1）使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理，選擇合成氨的適宜條件。

（2）了解合成氨生產的一般流程和反應原理、反應條件等。

2.能力和方法目標

（1）通過合成氨生產條件的分析和選擇，使學生了解應化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。

（2）通過用化學反應速率理論、化學平衡理論選擇合成氨反應條件，培養知識的綜合應用和歸納能力。

（3）通過合成氨對工業、農業等領域的重要作用的教育，讓學生理解化學對于改善人類生活的重要意義。

[教學過程 ]

課堂練習：

1.在現代無機化工、有機化工、生物化工等生產中，大多數產品的合成往往需要使用的主要化學反應條件是（  ）。

（A）高溫    （B）高壓    （C）催化劑    （D）高溫、高壓、催化劑

2.將V₁L的H₂和V₂L的N₂在一定條件下發生反應，達到平衡后，混合氣體總體積為V₃L（氣體體積均在相同條件下測定），則生成NH₃的體積是（  ）。

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

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

    3.在某合成氨廠合成氨的反應中，測得合成塔入口處氣體N₂、H₂、NH₃的體積比為6:18:1，出口處氣體N₂、H₂、NH₃的體積比為9:27:8，則氮的轉化率為（  ）。

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

4.下面是合成氨的簡要流程示意圖（如圖2-4-1）：

沿x路線回去的物質的是（     ）。

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

5.工業上用氨和二氧化碳反應合成尿素。已知下列物質在一定條件下均能與水反應產生H₂和CO₂，H₂是合成氨的原料，CO₂供合成尿素用。若從充分利用原料的角度考慮，選用____物質作原料較好。

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

6.在一定條件下，合成氨反應達到平衡后，混合氣體中NH₃的體積分數為25%。若反應前后條件保持不變，則反應后縮小的氣體體積與原反應物體積之比是（   ）。

（A）1:5   （B）1:4   （C）1:3   （D）1:2

7.在3H₂ + N₂ 2NH₃反應中，使用催化劑的理由是（  ）。

（A）使平衡向正反應方向移動          （B）沒有催化劑該反應不能發生

（C）使化學反應速率增大              （D）遏止逆反應的發生

 8.總壓強為3.0×10⁷Pa時，氮氫混合氣體（體積比為1:3）通入合成塔，反應達平衡時的壓強降為2.5×10⁷Pa。則平衡時混合氣體中氨的體積分數為（   ）。

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

9.將2LN₂和6 LH₂充入密閉容器里反應，達到平衡時，混合氣體的體積為7.2L，計算：

（1）平衡時，混合氣體里各氣體物質的質量分數。

（2）N₂轉化為NH₃的轉化率。

（3）混合氣體中NH₃全部被0.005L水吸收，所得氨水的物質的量濃度是多少？（氨水的密度為0.96g/mL，氣體在標況下）質量分數是多少？

10.某溫度下，1L密閉容器中加入1molN₂和3molH₂，使合成氨反應達平衡，平衡混合物中N₂、H₂和NH₃的物質的量分別用m、n、g mol表示，如果溫度不變，只改變初始物質的加入量，而要求m、n、g的值不變，如果用x、y、z表示所加入的N₂、H₂和NH₃的量，那么x、y、z應滿足：

（1）若x=0，y=0，則z =­____mol。

（2）若x=0.75mol，則y=____mol，z =­____mol。

（3）x、y、z應滿足的一般條件是：________________（用x、y、z的代數式表示）。

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%。