可用工业合成氨学案.docx

第四节化学反应条件的优化…工业合成氨经过一段时间后，测得容器内压强为反应起始的0.9倍，在此时间内以H2表示的平均速率为0.1mol【学习目标】1、 应用化学反应速率和化学平衡原理，选择工业合成氨的适宜条件2、 了解应用化学原理选择化工生产条件的适宜条件3、 培养学生分析、解决问题的能力及对所学理论的应用能力基础知识梳理】知识点1、合成氨反应分析：压强温度催化剂浓度为增大合成氨的反应速率为提高平衡混合物 中nh3的含量实际生产中知识点2、合成氨适宜条件的选择：(1)反应特点：N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) △H=---92・2kJ/mol1. 2. 3. 2) 适宜条件：1. 适宜压强() 2适宜温度()3.使用催化剂( ) 4及时补充N2、H2并将NH3分离出来典型例题】1、某条件下合成氨达平衡时氨的体积分数为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的比是()A. 1/5 B.1/4 C.1/3 D1/2【变式探究】在一定温度下，向一个2L的真空密闭容器中事先装入催化剂，通入1molN2和3molH2,• L-1 • min-1,则所经过的时间是多少？例2、在一定温度下，在定压容器a与定容容器b中，分别盛入体积比为1:3的N2和H2,开始时体 积相同，达到平衡时,N2的转化率应该是 —A、a大 B、b大 C、a、b 一样大 D、不一定【变式探究】有密闭容器A和B，A保持恒压，B保持恒容，起始时向容积相等的A、B中分别通 入体积比为2:1的等量的SO2与02，发生2SO2+O2 = 2SO3的反应，并达到平衡，则(堤、=、＜, 逆、正或不变)(1) SO2 的转化率 a (A) a (B)(2) 起始时两容器的反应速率v(A)___v(B),反应过程中反应速率v(A)___v(B)(3) 达到平衡时，分别通入等量的Ar气，A中平衡向― 应方向移动，B中的化学反应速率― 例3、恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器内，发生如下反应 N2+3H2 = 2NH3(1) 若反应到某时刻t时，n(N2)=13mol n(NH3)=6mol求a的值。

2) 反应到达平衡时，混合气体体积为716.8L (标况)其中NH3的含量(体积分数)为25%，计 算平衡时NH3的物质的量3) 混合气体中a:b= (4)平衡混合气体中n(N2):n(H2):n(NH3)=【变式探究】对于可逆反应：N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)(正反应为放热反应)下列说法中正确的 是()A. 达到平衡时，NH3的生成速率等于NH3的分解速率B. 达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等C. 达到平衡时，若加入区，在重新达平衡时，NH3的浓度比原平衡时增大，H2的浓度比原平衡时 减小D. 达到平衡时，若升高温度，加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应 方向移动【课堂检测】1.下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是 ()A. 使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨B. 高压比低压条件更有利于合成氨的反应C. 500°C左右比室温更有利于合成氨的反应D. 合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率2. 工业上合成氨时一般采用500C左右的温度，其原因是 ()7. 合成氨所需的氢气由煤和水发生反应制得，其中一步反应为：CO + H2O(g) =CO2 + H2(正反应为放热反应)。

要使CO转化率提高，()A.增大H2O(g)的浓度 B.增大CO的浓度C.降低温度 D.增大压强8. 一定温度下某密闭容器中进行反应：N2 +3H2 2NH3，达平衡后⑴适当提高氨的合成速率 ⑵提高h2的转化率⑶提高氨的产率 ⑷催化剂在500C时活性最大A.只有⑴ B.⑴⑵ C.⑵⑶⑷ D.⑴⑷3. 将H2和N2的混合气体通入合成塔中，经过1个小时达到平衡，此时N2、H2、NH3的浓度分别 为3、7、4 (单位均为mol/L)，则以下叙述正确的 ( )① 保持容器体积一定，通入N2，平衡 移动② 保持容器体积一定，通入人「，平衡 移动③ 保持容器压强一定，通入人「，平衡 移动④ 保持容器体积一定，通入N2、H2、NH3，使浓度都变为原来的2倍，平衡_移动9. 在一定条件下，1molN2和3molH2混合后反应，达到平衡时测得平衡混合物的密度是同温同压下①N2的反应速率为2mol/(L・h)②H2的反应速率为7 mol/(L・h)③H2的起始浓度为13mol/L④N2起始氢气的5倍，则氮气的转化率 若在同一个容器中，在相同的温度下，向容器中充入NH3,浓度为2 mol/L⑤H2的转化率为46.2%为使达到平衡时各成分的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量为 A.①② B.②⑤ C.①③⑤ D.②④10. 恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应:A、t。

—11B、t2—13A.高温、高压 B.适宜温度、高压、催化剂C・低温、低压 D.低温、高压、催化剂6.催化剂4.如图表示反应N2(g)+3H2(g)高温高压2NH3(g)(正反应是放热反应)在某些时间段中反应速率与 反应过程的曲线关系图， 则氨的百分含量最高的一段时间是(C、L—t D、 L—t 4 I t2 t3 t. t t6 t3 4 5 6 2 3 4 5 6【课后延伸】5.有平衡体系：CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)(正反应为放热反应)，为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是 () 二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) = N2O4(g)(正反应为放热反应)在测定NO2的相对分子N2(g)+3H2(g) =2NH3(g)(1) 若反应进行到某时刻t时，nt (N2)=13mol，nt (NH3) =6mol，计算a的值2) 反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L (标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25% 计算平衡时NH3的物质的量3) 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n (始)：n (平)(4) 原混合气体中，a：b=。

5) 达到平衡时，N2和H2的转化率之比，a (N2)： a (H2) =(6) 平衡混合气体中，n (N2)： n (H2)：n (NH3) =质量时，下列条件中较为适宜的是 ()人、温度 130C、压强 3.03x105PaB、温度 25C、压强 1.01x105Pa仁温度130C、压强5.05x104Pa温度0°以压强5.05x104Pa。