课题2　人工固氮技术──合成氨教学目标

山西省运城中学高中化学

人工固氮技术-合成氨教案1 新人教版选修2 教学目的：

1.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题；

2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。

教学重点、难点：利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。

探究建议：参观化工厂或观看有关的影像资料片，考察企业的选址情况，收集产品的生产原理、原料利用率、能耗、投资和成本核算等资料，撰写考察报告。

课时划分：一课时

教学过程：

[课堂作业] 1．合成氨工业对化学工业和国防工业有重要的意义，对我国实现农业现代化起着重要的作用。关于合成氨工业的说法正确的是 D

A．合成氨反应一般选择在500℃左右的温度下进行，只是因为考虑到催化剂的催化活性

B．

合成氨工业必须使用铁触媒作催化剂

C．目前我国的合成氨工业一般采用的条件是：T，500℃左右；P，20MPa—50 MPa ,这时平衡混合物中氨的体积分数已接近100％

D．有研究表明，在400℃、压强超过200MPa时，不必使用催化剂氨的合成反应就能顺利进行

2、在合成氨工业中，下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是C A．向循环气体中不断补充N2和H2并将生成的NH3及时地从混合气中分离出来，这样做

有利于合成氨的反应

B．高压有利于合成氨的反应 C．加入催化剂有利于合成氨的反应 D．温度过高不利于合成氨的反应 3、下面是合成氨的简要流程示意图，沿X线路回去的是CD A．N2和H2 B．催化剂 C．N2 D．H2

压缩机

热交换

N2与H2按1:3体积

比混合

X

有催化剂的合

成塔

液氨

冷凝器

4、关于催化剂的叙述，正确的是C A.催化剂在化学反应前后性质不变

B.催化剂在反应前后质量不变，故催化剂不参加化学反应

C.反应物中的某些杂质能使催化剂失去活性，造成催化剂“中毒”

D.催化剂可以提高反应物的转化率

5、下列反应起了氮的固定作用的是D A.NH3经催化氧化获得NO B.NO2跟水作用制取硝酸

C.NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3 D.N2＋O2＝2NO（放电条件）

6、工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素.已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H2和CO2，H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用.若从充分利用原料的角度考虑，选用 (填序号)物质作原料较好B A.CO B.石脑油(C5H12、C6H14) C.CH4 D.焦炭7．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖.现向一密闭容器中充人1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生，有关说法正确的是C

A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3 B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等

C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化

D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零

8．

合成氨所需的氢气由煤与水发生反应制得，其中一步反应为：CO+H2OCO2+H2（正反应为放热），要使CO转化率提高，可采用下列措施中的AC A. 增大水蒸气的浓度 B. 增大CO的浓度C. 降低温度 D. 增大压强

9、实验室用N2、H2合成氨气，并用酚酞试液检验生成的氨气，用锌与盐酸反应制取氢气；用NaNO2饱和溶液和NH4Cl饱和溶液共热制取氮气：

NaNO2+NH4Cl=NaCl + NH4NO2 NH4NO2制取装置如图所示：

N2↑+2H2O。

（1）装置A用于制取H2 （2）装置E中分液漏斗上方常用导管与园底烧瓶相通，作用是

便于液体顺序流下。装置E与装置C直接相连，连接时导管口连接方法为e接 b 。

（3）装置C的另一接口与其他仪器装置相连接时，导管口的连接顺序为：

另一接口 a 接 d ， c 接 f ， g 接 h 。

（4）装置D的作用为干燥N2、H2 。装置F导出的气体的成分为NH3、H2、N2 （5）装置G内滴有酚酞的试液，用于检验氨气的生成，该装置中导管口能否插入液面以下不能（填“能”或“不能”），理由是氨气极易溶于水而发生倒吸。

（6）从充分利用原料的角度看，装置G应装双孔塞，此时另一接口应与d相连为佳。

10．把4molN2和8molH2置于5L密闭容器里合成氨，达到平衡时测得混合气体中含NH3的体积分数为20％，求：

(1)混合气体中含H2的体积分数。

(2)反应前后容器内的压强比。

(3)N2和H2的转化率。

答案：(1)H2：50％

(2)6∶5 (3)N2：25％；H2：37.5％