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