1.2《实验1-1模拟工业合成氨实验》学案

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com人教版必修2·第一单元《实验1-1模拟工业合成氨实验》学案实验目的1.探究工业合成氨的实验条件2.了解合成氨工业的重要意义实验用品试管导管胶塞注射器铁丝储气瓶氮气氢气蒸馏水红色石蕊试纸实验记录实验内容和步骤注意事项和现象原因、结论和化学方程式1.按照装置图安装仪器2.轻轻用注射器抽取20ml干燥氮气和60ml干燥氢气混合3.将铁丝绒放入试管中4.按照装置连接后用酒精灯将铁丝绒加热到红热状态，慢慢将混合气体注入试管中，移去酒精灯5.用湿润的红色石蕊试纸放在玻璃导管口，观察现象将导管安装在胶塞内要使用事先用水湿润，逐渐旋转将两种气体混合的方法是操作方法现象现象实验结论实验习题一、选择题1、合成氨工业中控制的反应条件应金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comA．温度越高越好B.压强越大越好C．混合气体中氢气含量越高越好D．所选的催化剂活性越大越好2、比较合成氨工业与接触法制硫酸中SO2催化氧化的生产过程，下列说法错误的是A．都使用了合适的催化剂B．都选择了较高的温度C．都采用了使其中一种原料过量以提高另一种原料利用率的方法D．都采用了高压的生产条件3、成氨工业上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4、甲醇是重要的基础化工原料又是一种新型的燃料，制取甲醇传统法是采用CuO～ZnO/γ-Al2O3催化剂，合成反应为：CO＋2H2CH3OH，工艺中一些参数如下图；目前正在开发的新法2CH4＋O22CH3OH，下列有关新法和旧法的说法正确的是A．旧法生产中，由图知CO与H2合成甲醇的反应属于放热反应B．旧法生产中，选择合适的催化剂时，可推测高压法合成比低压法合成更有发展优势C．新法与旧法相比，原料丰富并可直接从天然气中获得D．新法生产中，需控制V(CH4)/V(O2)＝9︰1，目的是提高空气中氧气的转化率5、合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（）A．①②③④B．①③②④C．④③②①D．②③④①二、填空题1．某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程：请回答以下问题：（1）合成氨反应的化学方程式是，该反应在（填设备名）中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是，该反应能够发生的原因是。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是，可以循环使用的X是。（3）该生产过程中的副产品是。从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是。2、利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：依据上述流程，完成下列填空：（1）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol，产生H2mol（用含n的代数式表示）（2）K2CO3(aq)和CO2反应在加压进行，加压的理论依据是（多选扣分）a．相似相溶原理b．平衡移动原理c．酸碱中和原理（3）由KHCO3分解得到的CO2可以用于（写出CO2的一种重要用途。）（4）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，三是循环。3、氨在国民经济中占有重要的地位。现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料。例如，农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料，都是以氨为原料制成的；氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。（1）下图是合成氨和利用氨制取硝酸、纯碱的简要流程示意图：设备A的名称是，设备B的名称是。（2）硝酸厂的尾气中含有NO和NO2等污染物，籽了防止污染大气可以用纯碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：Na2CO3+2NO2====NaNO2+NaNO3+CO2但在实际生的中这种方法处理后尾气中的氮的氧化物含量仍难以降到排放标准，历此，也常利用各种燃料气中的甲烷等将氮的氧化物还原为空气主要成分而除去。写出甲烷与NO2反应的化学反应方程式：。（3）常压法生产出的硝酸浓度低，尾气中氮的氧化物含量高，对环境会有严重污染。可采金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com用法和法进行改进。（4）在纯碱制造过程中，过程①与过程②的顺序能否颠倒？为什么。4、工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），其部分工艺流程如下：回答下列问题：（1）已知：N2(g)+O2(g)＝2NO(g)；△H＝180.5kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)＝4NO(g)+6H2O(g)；△H＝-905kJ/mol2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)；△H＝-483.6kJ/mol则N2（g）＋3H2（g2NH3（g）的△H=_________________。（2）如果工业上，在一定温度下，将1.5molN2气体和6molH2气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，则其平衡常数为_________。改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_________①增大压强②增大反应物的浓度③使用催化剂④降低温度（3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方法？___________(填编号)。①.过滤.②蒸馏.③渗析.④萃取理由是_________________________________________________________________。（4）可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为：________________________________________________。（5）假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20mol/L，实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时，需取20mol/L的氨水__________mL(用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a，加入相同体积的盐酸时，溶液呈中性，则此盐酸的pH_________14－a(填“大于”“小于”或“等于”)5、工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=-92.44kJ/mol；其部分工艺流程如下：反应体系中各组分的部分性质见下表：催化剂高温、高压N2、H2氮气氢气混合气产品净化循环气体压缩催化剂高温、高压N2、H2氮气氮气混合气产品净化循环气体压缩金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com回答下列问题：（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝。随着温度的升高，K值（填增大、减小、不变）。（2）平衡常数K值越大，表明（填序号）。A．N2的转化率越高B．NH3的产率越大C．原料中N2的含量越高D．化学反应速率越快（3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过把混合气体的温度降低到使分离出来；继续循环的气体是。参考答案一、选择题题号12345答案DCDDACB二、填空题1．（1）合成塔CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O＝CaCO3↓＋(NH4)2SO4，生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行。（2）一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收。CO2（3）生石灰该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生。由于CaSO4的溶解度较小，此反应的产率会比较低。2．（1）2.7n（2）b（3）生产纯碱（或制作冷剂等，其它合理答案也给分）（4）N2、H23、（1）冷凝器，循环压缩机（2）CH4+2NO2＝N2+CO2+2H2O（3）全压，综合（4）不能因为CO2在水中溶解度较小，顺序颠倒后得不到较高浓度的HCO3－，所以没有NaHCO3生成4．（1）－92.4kJ/mol（2）0.057(mol·L-1)-2，①②(3)②；通过温度的改变而改变物质的状态，达到分离的目的。(如果没有谈到状态的改变，而只说温度不得分。（4）8NH3＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl（5）25mL；小于。5．（1），减小（2）AB（3）-33.42℃，氨，N2，H2气体氮气氢气氨熔点（℃）-210.01-252.77-77.74沸点（℃）-195.79-259.23-33.42