新人教版高三化学一轮复习课件《合成氨》

人工固氮技术—合成氨反应的特点：正反应体积缩小，放热反应N2+3H22NH3△H＝－92kJ/mol工业生产中的基本问题一、根据反应原理确定生产过程二、生产中原料的选择三、反应条件的选择四、生产中三废处理人工固氮技术—合成氨反应的特点：正反应体积缩小，放热反应N21压强氨含量温度0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa200°C15.381.586.489.995.4300°C2.252.064.271.084.2400°C0.425.138.247.065.2500°C0.110.619.1*26.4*42.2600°C0.054.59.113.823.1达到平衡时混合气中氨的含量（体积百分含量）

氮气和氢气的体积比1:3升温氨的含量降低升压氨的含量增大压强0.110203060200°C15.381.5862一选择合成氨的适宜条件压强：10—30MPa温度：400~500°C催化剂：铁触媒循环操作过程（N2与H2浓度比为1∶3）一选择合成氨的适宜条件压强：10—30MPa温度：400~3

二合成氨工业简述：

1.原料气的制备，净化和压缩：

Ａ、制备：液化，蒸发N2N2：空气O2+CCO2N2H2：水，燃料（煤，石油，天然气）C+H2O(g)=CO+H2CO+H2O(g)=CO2+H2CH4+H2O(g)=CO+3H2CH4+2H2O(g)=CO2+4H2

B、净化：清除杂质，防止催化剂“中毒”C、压缩2.氨的合成3.氨的分离二合成氨工业简述：B、净化：清除杂质，防止催化剂“中毒4合成氨简要流程示意图液氨合成塔氨分离器N2＋H2(1:3)干燥净化压缩机循环压缩机水冷器N2＋H2N2＋H2N2＋H2N2＋H2＋NH3合成氨简要流程示意图液氨合成塔氨分离器N2＋H2(1:3)干5氮的固定1．定义：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程2．方法：（1）自然固氮（2）工业固氮雷雨固氮生物固氮（豆科植物的根瘤菌）合成氨工业等氮的固定（1）自然固氮（2）工业固氮雷雨固氮生物固氮（豆科植625％1、在标准状况下，某混合气中含有N2和H2，其密度为0.554g/L，取0.5mol此混合气体在体积固定的容器中发生反应N2+3H2NH3。达平衡时，容器中的压强是同温度时反应前压强的0.8倍，则此平衡混合气中NH3的体积分数为

。25％1、在标准状况下，某混合气中含有N2和H2，其密度为72、把氮气和氢气以物质的量比1：1混匀后分成四等份，分别同时充人A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中(容器的容积固定)，在保持相同温度的条件下，四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。分析下表中实验数据后回答问题(用A、B、C、D填空)。(1)都达到平衡时，

容器中NH3的物质的量所占的比例最大。(2)达到平衡时所需时间最长的容器是

。(3)四个容器容积由小到大的排列次序是

.ACA＜D＜B＜C容器代号ABCD平衡时混合物的平均相对分子质量1617平衡时N2的转化率20%平衡时H2的转化率30%2、把氮气和氢气以物质的量比1：1混匀后分成四等份，分别83、在容积相同的不同密闭容器中，分别充入等量的N2和H2，在不同温度下，任其发生反应N2＋3H22NH3，并分别在ts时测定其中NH3的体积分数并绘成如图曲线。(1)A、B、C、D、E五点中，尚未到达化学平衡状态的点是

(2)此可逆反应的正反应是

反应。(填“放热”或“吸热”)(3)A~C段曲线是增函数曲线．C～E段曲线是减函数曲线。试从化学反应速率和化学平衡的角度说明理由

A、B放热N2与H2反应时，随着温度升高，反应速率加快，NH3%随之增大，到C点达到最高值，说明此温度时反应达到平衡。温度继续升高后，平衡时NH3%反而减小，说明此反应为放热反应。升高温度，平衡向逆方向移动，导致NH3%减小。3、在容积相同的不同密闭容器中，分别充入等量的N2和H2，在91、反应3A(g)3B(?)+C(?)；△H＜0，随着温度的升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是A.B和C可能都是固体B.B和C一定都是气体C.若C为固体，则B一定是气体D.B和C可能都是气体2、在一个固定容积的密闭容器中充入2molNO2，一定温度下建立如下平衡：2NO2

N2O4，此时平衡混合气中NO2的体积分数为x%，若再充入1molN2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的体积分数为y%，则x和y的大小关系正确的是A．x>yB.x<yC.x=yD.不能确定

CDA常见易错题讲解1、反应3A(g)3B(?)+C(?)103、反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡。下列各种情况下，不能使平衡发生移动的是A．恒温、恒容时通入SO2气体B．移走一部分NH4HS固体C．容积不变，充入氮气D．充人氮气，保持压强不变BC

4、可逆反应mA(g)+nB

pC(g)+qD中，A和C都是无色气体，达平衡后，下列叙述正确的是（）A．若增加B的量，平衡体系颜色加深，说明B必是气体。B．增大压强，平衡不移动，说明m+n一定等于p+q.C．升温，A的转化率减小，说明正反应是吸热反应.D．若B是气体，增大A的量，A、B转化率并不都增大。

AD

3、反应NH4HS(s)NH3(g)+H2115、反应A+2B

2C；∆H<0，已知C是气体，达平衡后同时升高温并降低压强，又达到新的平衡，若后次平衡时混合物中C的含量与前次平衡时相同，则下列推断正确的是（）A．A不一定是气态物质B．A一定是气态物质C．B一定不是气态物质D．B一定是气态物质

6、A、B、C、D表示易溶于水的弱电解质分子或离子，量在水溶液中存在下列化学平衡，加水稀释后，平衡向正方向转动的是（）A．A+B

C+DB．A+B

C+H2OC．A+H2O

C+DD．A+2B+H2O

C+DAC

C

5、反应A+2B2C；∆H<0，已知C是气体，达平衡127、(2002年上海高考题）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)。其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=

。（2）该反应为

反应（选填吸热、放热）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是

。a.容器中压强不变b.混合气体中c(CO)不变c.v正（H2）=v逆（H2O）d.c(CO2)=c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)。试判断此时的温度。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热

bc

830℃

7、(2002年上海高考题）在一定体积的密闭容器中，进行如下138、在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应，各物质的起始加入量如下：A、B、C均为4mol，D为6.5mol，F为2.0mol，设E为xmol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写以下空白：①若x＝4.5，则右侧反应在起始时向

（填正反应或逆反应）方向进行，欲使起始反应维持向该反应方向进行，则x的最大取值应小于

mol；②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量

（填“相同”、“不同”或“无法确定”），其理由是

A(g)+B(g)2C(g)D(g)+2E(g)2F(g)正

7.0

不同

因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。

8、在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧149、反应CaCO3CaO+CO2在不同温度下，CO2的平衡压强如下表：根据上表数据，填写下列空白：(1)若升高原CaCO3的分解平衡体系的温度，同时给反应容器加压，则原平衡()A．向逆反应方向移动B．向正反应方向移动C．不移动D．无法确定平衡移动方向(2)在一个不与外界进行热交换的密闭容器中足量的CaCO3在850℃时建立分解平衡。若将该容器的容积扩大为原来的2倍，需重新达到平衡时，容器内的温度将

，CaCO3的分解率将

，CO2的平衡压强将

4.34×104Pa(填“>”、“＝”、“<”)，其理由是——。温度℃550650750850897压强Pa5.32×109.17×1028.37×1034.34×1041.01×105D

降低

增大

＜

增大体积，使CO2浓度减小，平衡向右移动，由于正反应是吸热反应，故体系温度降低，重新平衡时，CO2的压强小于850℃的平衡压强。9、反应CaCO3CaO+CO2在不同温度下，CO1510、在密闭容器中，由一定起始浓度的氙(Xe)和F2反应，可得到3种氟化物。各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系图所示(已知气体的分压之比等于物质的量之比)。(1)420K时，发生反应的化学方程式为：

；若反应中消耗1molXe，则转移电子

mol。(2)600~800K时，会发生反应：XeF6(g)XeF4(g)+F2(g)，其反应热△H

0(填“>”、“=”或“<’’)理由是

.

(3)900K时，容器中存在的组分有

.Xe+3F2＝XeF6

6>随着温度的升高，XeF6（g）XeF4（g）+F2（g）平衡向右移动(2分)，根据温度升高平衡向吸热反应方向移动的原理(1分)，则该反应的△H>0。

XeF6、XeF4、XeF2、Xe、F2

10、在密闭容器中，由一定起始浓度的氙(Xe)和F2反应，可1611、在10℃和2×105Pa条件下，反应aA(g)

dD(g)+eE(g)建立平衡后，再逐步增大体系的压强（湿度不变），下表列出不同压强下重新建立平衡时D（气）的浓度CD压强（Pa）2×1055×1051×106CD(mol/L)0.0850.200.44（1）压强从2×105Pa增大到5×105Pa过程中，平衡向_________（填正或逆）反应方向移动，反应方程中化学计量数关系_____________（2）压强从5×105Pa增大到1×106Pa过程中，平衡向_________方向移动，其合理的解释是_________________逆a<d+e当压强增大到相当高时，使E成非气体物质导致a＞d.故增大压强，平衡正移。

正11、在10℃和2×105Pa条件下，反应aA(g)17人工固氮技术—合成氨反应的特点：正反应体积缩小，放热反应N2+3H22NH3△H＝－92kJ/mol工业生产中的基本问题一、根据反应原理确定生产过程二、生产中原料的选择三、反应条件的选择四、生产中三废处理人工固氮技术—合成氨反应的特点：正反应体积缩小，放热反应N218压强氨含量温度0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa200°C15.381.586.489.995.4300°C2.252.064.271.084.2400°C0.425.138.247.065.2500°C0.110.619.1*26.4*42.2600°C0.054.59.113.823.1达到平衡时混合气中氨的含量（体积百分含量）

氮气和氢气的体积比1:3升温氨的含量降低升压氨的含量增大压强0.110203060200°C15.381.58619一选择合成氨的适宜条件压强：10—30MPa温度：400~500°C催化剂：铁触媒循环操作过程（N2与H2浓度比为1∶3）一选择合成氨的适宜条件压强：10—30MPa温度：400~20

二合成氨工业简述：

1.原料气的制备，净化和压缩：

Ａ、制备：液化，蒸发N2N2：空气O2+CCO2N2H2：水，燃料（煤，石油，天然气）C+H2O(g)=CO+H2CO+H2O(g)=CO2+H2CH4+H2O(g)=CO+3H2CH4+2H2O(g)=CO2+4H2

B、净化：清除杂质，防止催化剂“中毒”C、压缩2.氨的合成3.氨的分离二合成氨工业简述：B、净化：清除杂质，防止催化剂“中毒21合成氨简要流程示意图液氨合成塔氨分离器N2＋H2(1:3)干燥净化压缩机循环压缩机水冷器N2＋H2N2＋H2N2＋H2N2＋H2＋NH3合成氨简要流程示意图液氨合成塔氨分离器N2＋H2(1:3)干22氮的固定1．定义：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程2．方法：（1）自然固氮（2）工业固氮雷雨固氮生物固氮（豆科植物的根瘤菌）合成氨工业等氮的固定（1）自然固氮（2）工业固氮雷雨固氮生物固氮（豆科植2325％1、在标准状况下，某混合气中含有N2和H2，其密度为0.554g/L，取0.5mol此混合气体在体积固定的容器中发生反应N2+3H2NH3。达平衡时，容器中的压强是同温度时反应前压强的0.8倍，则此平衡混合气中NH3的体积分数为

。25％1、在标准状况下，某混合气中含有N2和H2，其密度为242、把氮气和氢气以物质的量比1：1混匀后分成四等份，分别同时充人A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中(容器的容积固定)，在保持相同温度的条件下，四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。分析下表中实验数据后回答问题(用A、B、C、D填空)。(1)都达到平衡时，

容器中NH3的物质的量所占的比例最大。(2)达到平衡时所需时间最长的容器是

。(3)四个容器容积由小到大的排列次序是

.ACA＜D＜B＜C容器代号ABCD平衡时混合物的平均相对分子质量1617平衡时N2的转化率20%平衡时H2的转化率30%2、把氮气和氢气以物质的量比1：1混匀后分成四等份，分别253、在容积相同的不同密闭容器中，分别充入等量的N2和H2，在不同温度下，任其发生反应N2＋3H22NH3，并分别在ts时测定其中NH3的体积分数并绘成如图曲线。(1)A、B、C、D、E五点中，尚未到达化学平衡状态的点是

(2)此可逆反应的正反应是

反应。(填“放热”或“吸热”)(3)A~C段曲线是增函数曲线．C～E段曲线是减函数曲线。试从化学反应速率和化学平衡的角度说明理由

A、B放热N2与H2反应时，随着温度升高，反应速率加快，NH3%随之增大，到C点达到最高值，说明此温度时反应达到平衡。温度继续升高后，平衡时NH3%反而减小，说明此反应为放热反应。升高温度，平衡向逆方向移动，导致NH3%减小。3、在容积相同的不同密闭容器中，分别充入等量的N2和H2，在261、反应3A(g)3B(?)+C(?)；△H＜0，随着温度的升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是A.B和C可能都是固体B.B和C一定都是气体C.若C为固体，则B一定是气体D.B和C可能都是气体2、在一个固定容积的密闭容器中充入2molNO2，一定温度下建立如下平衡：2NO2

N2O4，此时平衡混合气中NO2的体积分数为x%，若再充入1molN2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的体积分数为y%，则x和y的大小关系正确的是A．x>yB.x<yC.x=yD.不能确定

CDA常见易错题讲解1、反应3A(g)3B(?)+C(?)273、反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡。下列各种情况下，不能使平衡发生移动的是A．恒温、恒容时通入SO2气体B．移走一部分NH4HS固体C．容积不变，充入氮气D．充人氮气，保持压强不变BC

4、可逆反应mA(g)+nB

pC(g)+qD中，A和C都是无色气体，达平衡后，下列叙述正确的是（）A．若增加B的量，平衡体系颜色加深，说明B必是气体。B．增大压强，平衡不移动，说明m+n一定等于p+q.C．升温，A的转化率减小，说明正反应是吸热反应.D．若B是气体，增大A的量，A、B转化率并不都增大。

AD

3、反应NH4HS(s)NH3(g)+H2285、反应A+2B

2C；∆H<0，已知C是气体，达平衡后同时升高温并降低压强，又达到新的平衡，若后次平衡时混合物中C的含量与前次平衡时相同，则下列推断正确的是（）A．A不一定是气态物质B．A一定是气态物质C．B一定不是气态物质D．B一定是气态物质

6、A、B、C、D表示易溶于水的弱电解质分子或离子，量在水溶液中存在下列化学平衡，加水稀释后，平衡向正方向转动的是（）A．A+B

C+DB．A+B

C+H2OC．A+H2O

C+DD．A+2B+H2O

C+DAC

C

5、反应A+2B2C；∆H<0，已知C是气体，达平衡297、(2002年上海高考题）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)。其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=

。（2）该反应为

反应（选填吸热、放热）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是

。a.容器中压强不变b.混合气体中c(CO)不变c.v正（H2）=v逆（H2O）d.c(CO2)=c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)。试判断此时的温度。t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸热

bc

830℃

7、(2002年上海高考题）在一定体积的密闭容器中，进行如下308、在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应，各物质的起始加入量如下：A、B、C均为4mol，D为6.5mol，F为2.0mol，设E为xmol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写以下空白：①若x＝4.5，则右侧反应在起始时向

（填正反应或逆反应）方向进行，欲使起始反应维持向该反应方向进行，则x的最大取值应小于

mol；②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量

（填“相同”、“不同”或“无法确定”），其理由是

A(g)+B(g)2C(g)D(g)+2E(g)2F(g)正

7.0

不同

因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。

8、在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧319、反应CaCO3CaO+CO2在不同温度下，CO2的平衡压强如下表：根据上表数据，填写下列空白：(1)若升高原CaCO3的分解平衡体系的温度，同时给反应容器加压，则原平衡()A．向逆反应方向移动B．向正反应方向移动C．不移动D．无法确定平衡移动方向(2)在一个不与外界进行热交换的密闭容器中足量的CaCO3在850℃时建立分解平衡。若将该容器的容积扩大为原来的2倍，需重新达到平衡时，容器内的温度将

，CaCO3的分解率将

，CO2的平衡压强将

4.34×104Pa(填“>”、“＝”、“<”)，其理由是——。温度℃550650750850897压强Pa