《人工固氮技术──合成氨》学案2(新人教版选修2).docx

课题2 人工固氮技术合成氨学习目标了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。认识合成氨反响的特点，学会选择合成氨的适宜条件。认识催化剂的研制对促进化学工业开展的重要意义。知识梳理1氮的固定是指。2合成氨反响的特点：；。工业上选择合成氨的适宜条件是。二是；4合成氨的生产主要包括三个步骤：制备合成氨的原料气 ；氨的合成与别离，所用设备为；从中出来的混合气体中约含体积分数的氨气，把混合气体通过，使氨气，然后在里进行别离，别离出来的气体，经过，再送到中进行反响。5合成氨需要纯洁的氮气和氢气，但在制取原料气的过程中，常混入一些杂质，如混入H2S、CO气体等，写出除去这两种气体的化学反响方程式。假设上述气体不除去，那么会使。6合成氨工业：选择400OC500OC这一适宜温度，其理由是；通常采用10MPa30MPa的压强，而不采用尽可能高的压强，其理由是；采用铁作催化剂能，对反响物的转化率填“有或“无影响；采用循环操作，主要是为了提高。方法导引合成氨适宜条件的选择。目的：尽可能加快化学反响的速率和提高化学反响的程度。依据：外界条件对化学反响速率和化学平衡的影响。原那么：既要注意外界条件对两者影响的一致性，又要注意对两者影响的矛盾性。既要注意温度、催化剂对反响速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。既要注意理论生产，又要注意实际可能性。反响特点：正反响是体积减小的放热反响。适宜条件：400OC500OC、铁催化剂、10MPa30MPa；循环操作N2与H2的体积比为13。20MPa60MPa5000C191422例题1合成氨的温度和压强通常控制在约5000C以及时20MPa50MPa的范围，且进入合成塔的N2和H2的体积比为13，经科学实验测定，相在应条件下N2和H2反响所得氨的平衡浓度体积分数如右表所示：而实际从合成塔出来的混合气体中含氨约为15%，这说明 。A表中所测数据有明显误差 B生产条件控制不当C氨的分解速率大于预测值 D合成塔中的反响并未到达平衡解析A表中数据为科学家通过科学实验所得，不可能有明显误差；B合成氨是连续生产，不会时刻对生产条件控制不当；C平衡的浓度问题与速率的大小没有直接关系，假设是分解速率的影响，可以通过条件的改变，降低反响速率，但事实是无论何条件都低于预测值。答案D 2用焦炭、空气、水为原料制备NH3的有关反响的化学方程式：C+H2O(g) CO+H2 ； CO+H2O(g) CO2+H2 N2+3H2 NH3参加反响的焦炭与氨气之间的物质的量之比约为 。A34 B32 C23 D12解析：此题应采用关系式来解。从多步反响中找出相应物质的反响量的关系。由反响、可得，C2H2，由反响可得，3H22NH3。故：3C6H24NH3。n(C)n(NH3)34此题易错解，由式得出关系式：CH2，由式得出关系式：3H22NH3。推出：3C3H22NH3。n(C)n(NH3)32。故错选B项。例题3合成氨工业通常用测定反响前后混合气体的密度来确定氨的转化率。某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体的密度为0.5536 g/L(标准状况)，从合成塔中出来的混合气体在相同条件下的密度为0.639 g/L。求该合成氨工厂N2的转化率。解析设N2、H2起始时总的物质的量为1mol，其中N2为x mol，H2为1xmol那么28g/mol·x2g/mol·(1x)0.5536g/L×22.4L/mol解得x0.4mol 故H2为0.6mol 又设0.4mol N2中有y mol 中发生了反响，那么H2有3y mol发生了反响 N2 3H2 2NH3起始量 0.4mol 0.6mol 0mol 平衡量0.4ymol 0.63ymol 2y moln总(0.4y0.63y2y)mol(12y)mol反响前后气体总质量守恒,那么有1mol×22.4 L/mol×0.5536 g/L(12y)mol×22.4 L/mol×0.639 g/L解得：y0.1molN2的转化率为：0.1mol/0.4mol×100%25%答案该合成氨工厂N2的转化率为25%。