2022年魯科版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》（第3課時(shí)）word教案

《2022年魯科版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》（第3課時(shí)）word教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年魯科版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》（第3課時(shí)）word教案（5頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年魯科版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》（第3課時(shí)）word教案 【題1】在一定條件下將含1 mol NH3的體積不變的密閉容器加熱，發(fā)生反應(yīng)2NH33H2＋N2，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，此時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為　x %，若在容器中再加入1 mol NH3后密封，加熱到相同溫度，使反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)此時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為 y %，則x 和 y 的關(guān)系正確的是（A） A.x y 　　　 C. x＝y(tǒng) 　　 D. x≥y 【解析】體積不變的密閉容器，多加NH3后相當(dāng)于加壓，使平衡向氣體體積系數(shù)縮小的方向移動(dòng)，所以NH

2、3的體積分?jǐn)?shù)會大一點(diǎn)，即有.x

3、）L 根據(jù)比例即可得到答案。 【題3】根據(jù)下列敘述，完成（１）～（３）題。 工業(yè)上合成氨的原料之一——?dú)錃?，有一種來源是取自石油氣，例如丙烷。 （１）有人設(shè)計(jì)了以下反應(yīng)途徑，假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行，你認(rèn)為最合理的是（C） 極高溫 高溫脫氫 A.C3H8 C＋H2 催化劑 △ B. C3H8 C3H6＋H2 電解 △ C. C3H8＋H2O CO＋H2，CO＋H2O===CO2＋H2 D. C3H8＋O2===CO2?。2O,，H2O　　　　　　　H2↑＋O2↑ （２）按以上最合理的反應(yīng)途徑，理論上

4、用1 mol 丙烷最多可制得氨氣（B） A.4 mol B.6.7 mol C.10 mol D.2.7 mol （３）該合理反應(yīng)途徑最顯著的優(yōu)點(diǎn)是（C） A.簡單易行　B.制得的H2純度高　C.制得的H2產(chǎn)量高　D.可同時(shí)獲得大量熱能 催化劑 △ 【解析】(1)從產(chǎn)量、能源等角度進(jìn)行考慮。 （２）C3H8＋3H2O 3CO ＋ 7H2， CO＋H2O===CO2＋H2 1mol 3mol 7mol 3mol 3mol 1mol C3H8可生成10mo

5、l H2 N2 ＋ 3H2 2NH3 3 2 10mol (6.7mol) 【題4】把氮?dú)夂蜌錃獍矗保海钡奈镔|(zhì)的量比混勻后分成四等份，分別同時(shí)充入A、B、C、D四個(gè)裝有催化劑的真空容器中（容器的容積固定），在保持相同溫度的條件下，四個(gè)容器中的合成氨反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。分析下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回答問題（用A、B、C、D填空）。 容器代號 A B C D 平衡時(shí)混合物的平均相對分子質(zhì)量 16 17 平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率 20% 平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率 30% (1

6、)都達(dá)到平衡時(shí)，　　　　容器中氨氣的物質(zhì)的量最大。 (2)達(dá)到平衡時(shí)所需時(shí)間最長的容器是　　　　　　　　　　。 (3)四個(gè)容器由小到大的排列順序是　　　　　　　　　　　　。 【解析】設(shè)氮?dú)夂蜌錃饩鶠椋眒ol 　　 　N2 ＋ 3H2 2NH3 起始量 　1mol 　 1mol 0 A.平衡　　　　0.8mol 0.4mol B平衡　　　　　　　　　　0.7mol 0.2mol １６＝　　n1= 17= n1= 　N2 ＋ 3H2 2NH3

7、 Δn 1 3 2 2 2—15/8 　C平衡 2－30/17　　　D平衡 【題5】.向體積不變的密閉容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，平衡時(shí)混合氣共7 mol。令a、b、c分別代表N2、H2、NH3起始加入的物質(zhì)的量，維持溫度不變，使達(dá)到平衡時(shí)各成分的百分含量不變。則： (1)若a＝0，b＝0，則c＝ (2)若a＝0.7，b＝2.1，則： ①c＝　　

8、　　　　　　　 ②這時(shí)反應(yīng)向　　　　進(jìn)行；　　 ③若要維持反應(yīng)開始時(shí)即向該反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是　　　　　??； (3)欲使起始反應(yīng)維持向與（２）相反的方向進(jìn)行，則b的取值范圍是　　　。 【解析】(1)根據(jù)等效平衡，可利用完全轉(zhuǎn)化的思維進(jìn)行變化。應(yīng)與起始相等。 　 N2　 ＋　3H2　 　2NH3 起始１?。瞞ol 6mol 0mol 起始２?。癿ol 0mol c mol 轉(zhuǎn)化　 0.5cmol 1.5cmol c mol 極限　 0.5cmol 1.5cmol 0mol 0.5cmol＝２mol

9、 c＝4 (2)符合題設(shè)條件的各起始量之差應(yīng)與反應(yīng)式中相應(yīng)系數(shù)成比例。 ① N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) 起始?。病　　　　。丁　　　　　　。? 條件　0.7 2.1 c 0.7＋0.5c＝２　　　　c＝2.6 ②題設(shè)條件平衡時(shí)共7 mol氣體，而(2)小題起始量才5.4mol(0.7mol＋2.1mol＋2.6mol)，所以起始反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。 ③從三個(gè)極限起始量考慮，即N2轉(zhuǎn)化率等于0時(shí)，2 mol N2、6 mol H2、n(NH3)＝０；N2轉(zhuǎn)化率等于100%時(shí)，n(N2)＝

10、０、n(H2)＝０、n(NH3)＝4 mol；現(xiàn)求平衡時(shí)各成分的物質(zhì)的量，設(shè)平衡時(shí)N2轉(zhuǎn)化了x mol， N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) ２　　　　?。丁　　　　　　。? x 3x 2x 2－x 6－3x 2x 依題意：(2－x)＋(6－3x)＋2x＝7，x＝0.5所以平衡時(shí)，n(N2)＝1.5 mol、n(H2)＝4.5 mol、n(NH3)＝1 mol 將三個(gè)極限起始量加以分析對比： N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) ２　　　　?。丁　　　　　　。?/p>

11、（N2轉(zhuǎn)化率為０時(shí)起始量） 1.5 4.5 1（平衡量為起始量） ０　　　　?。啊　　　　　　。矗∟2轉(zhuǎn)化率為100%時(shí)起始量） 可以看出，為了維持反應(yīng)開始向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的起始范圍是1

12、過焦碳沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6 L（以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）請回答下列問題： （１）判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是　　　　　　　。（填字母） a.SO2和SO3濃度相等　　b.SO2百分含量保持不變　　c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等　　e.容器中混合氣體的密度保持不變 （２）欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是　　　　　　　　。（填字母） a.向裝置中再充入N2　　　　　　b.向裝置中再充入O2　　 c.改變反應(yīng)的催化劑　　　　　　d.升高溫度 （３）求該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化

13、率（用百分?jǐn)?shù)表示）。 （４）若將平衡混合氣體的５%通入過量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克 【解析】判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志可以從v正＝v逆，或者各組分百分含量不隨時(shí)間變化而變化，若不是等體積的反應(yīng)可以從壓強(qiáng)或顏色等不再隨時(shí)間變化而變化均可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡。要提高其中一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，可以加入另一種反應(yīng)物，或者根據(jù)反應(yīng)方程式屬于吸熱還是放熱反應(yīng)來變化溫度。 消耗的O2的物質(zhì)的量：0.7mol－ 生成的SO3的物質(zhì)的量：0.45mol2＝0.9mol SO2和SO3的物質(zhì)的量之和： 反應(yīng)前的SO2的物質(zhì)的量：0.95mol SO2的轉(zhuǎn)化率： 【題7】在３L的某容器中

14、，測得平衡時(shí)N2為0.50 atm，H2為0.52 atm，NH3為2.63 atm，若從此容器中取走NH3直至N2在平衡時(shí)分壓為0.40 atm。試計(jì)算在新的平衡條件下NH3和H2的分壓。 【解析】首先根據(jù)題意計(jì)算平衡常數(shù)Kp 取走NH3后，平衡向右移動(dòng)，就消耗一定量H2，這時(shí)N2的分壓為0.40atm，根據(jù)合成氨方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，每消耗1mol的N2，就必須用掉３mol H2。因此H2必須按照物質(zhì)的量的濃度的減少而成比例地降低它的壓力。N2的壓力降低為（0.5－0.4）atm＝0.1atm，所以H2的壓力降低為(0.52－0.13)atm＝0.22atm。 在平衡時(shí)N2的分壓為0.40atm，H2為0.22atm，設(shè)p(NH3)在平衡時(shí)為x，代入Kp表達(dá)式中： 解得x＝0.647atm＝p(NH3)。