2020届高三化学合成氨条件

2020届高三化学合成氨条件

【课标解读】

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、认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

【自主学习】

自学范围：课本P-P要求：

理解合成氨的主要原理、原料、重要设备和流程，掌握应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。〖知识回顾〗

1、写出下列方程式：①氮气、氢气合成氨

②二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫

2、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够方向移动。

3、影响化学反应速率的因素有内因（主要因素）和外因两个方面，内因是指参加反应的物质的性质，外因是指反应进行时所处的外界条件，如等。〖细品课本〗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

【学习探究】

〖小组讨论〗

一、氮气与氢气合成氨的反应是一个可逆反应，生成氨的反应是__热、气体总体积______的反应。

（一）从化学反应速率的角度看，

__________________________都可以使合成氨的化学反应速率增大

（二）从化学平衡的角度看，反应达平衡时平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而________，随压强的增大而______。这说明温度、压强对这一反应的化学平衡有影响：

____________________________。

（三）在实际生产中，我国合成氨厂一般选用的压强在

_______________之间。合成氨如果采用较低温度，虽然有利于增大平衡混合气中氨的含量，但温度过低，反应速率太小，要很长时间才能使反应达到平衡状态，这对生产分不利。加入催化剂是为了_______________________，然而催化剂需要在一定的温度范围内才能表现出良好的催化活性。目前，合成氨工业普遍使用的是以_____________催化剂，这种催化剂又称为铁触媒。铁触媒在________________的活性最大。

（四）合成氨的最佳条件是什么？你选择这样的条件的依据是什么？工业上合成氨的合适条件到底怎样？使用催化剂：这样可以大大化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；选择合适的温度：500℃左右，该温度是为合成氨催化剂的；选择

合适的压强：20MPa~50MPa，该压强下进行生产，对动力、材料、设备等来说正合适。

二、从合成塔出口出来的含氨混合气中是否还有未反应的氮气和氢气？你认为应如何处理它？在实际生产中采用了

_________，先通过冷凝把__________从合成塔出来的混合气中分离出来，余下未反应的_______混合气用_________重新送入

_______进行反应，同时不断地补充新鲜的原料气，这样氨的合成就形成了一个___________ ，使氢气和氮气得到_________。

〖问题思考〗

1、请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？首要：经济效益与社会效益基本要求：a、反应快；b、原料利用率高；c、单位时间内产量高

2、参考：①生物中植物对氮的需求；②生物固氮的原理和条件；③理想的人工固氮条件; ④化学模拟生物固氮设想合成氨的发展前景。〖典题精析〗例

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

D、1/2例

2、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+3H22NH3（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7

16、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)=_____〖当堂达标〗

一、选择题

1、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

2、对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是……………………………………………………（）Ａ、提高反应物的平衡转化率

Ｂ、以同样程度改变正逆反应的速率Ｃ、增大正反应速率，减小逆反应速率

Ｄ、改变平衡混合物的组成

3、合成氨工业中，为实现增加NH3的日产量的目的而采取下列措施，其中与平衡移动无关的是……………………………………………………………………………………………………………（

）

A、不断将NH3分离出来

B、使用催化剂

C、采用500℃左右的高温

D、采用2107~5107Pa的压强

4、合成氨工业采用循环操作主要是因为……………………………………………………………（）

A、加快反应速率

B、能提高NH3的平衡浓度

C、降低NH3的沸点

D、提高N2和H2的利用率

5、有平衡体系CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0 为了增加甲醇的产量，应采取的正确措施为……………………………………………………………………………………………………………（

）

A、高温

B、适宜的温度、高压、催化剂

C、低温、低压

D、高温、高压、催化剂

6、用焦炭、空气、水为原料制备NH3，则参加反应的焦炭与产品之间的物质的量之比为………（）

A、3：4

B、3：2

C、2：3

D、1：

27、下列事实不能用勒夏特列原理解释的是…………………………………………………………（）

A、对盛在烧杯里的氨水加热，氨水中NH4+浓度减小

B、对熟石灰的悬浊液加热使温度升高，悬浊液中Ca（OH）2固体的含量增加

C、高压有利于合成氨的反应