高中化学 122 化学计量在化学实验中的应用教案 新课标.docx
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高中化学122化学计量在化学实验中的应用教案新课标
2019-2020年高中化学1.2.2化学计量在化学实验中的应用教案新课标
【温故知新】
1.（自学、讨论）完全电解1mol水生成的氢气与氧气的质量分别是多少克？
2g16g
2.（自学、计算）下表列出了0℃、101KPa时O2和H2的密度，请计算1molO2和H2的体积
物质
摩尔质量（g/mol）
1mol物质的质量（g）
密度（g/L）
1mol物质的体积（L）
O2
32
32
1.429
22.4
H2
2
2
0.0893
22.4
3.（自学、计算）下表列出了20℃时几种固体和液体的密度，请计算1mol这几种物质的体积
物质
摩尔质量（g/mol）
1mol物质的质量（g）
密度
1mol物质的体积
Al
27
27
2.70g/cm3
10cm3
Fe
56
56
7.86g/cm3
7.1cm3
H2O
18
18
0.998g/cm3
18.0cm3
C2H5OH
46
46
0.789g/cm3
58.3cm3
4.分析上述两表计算出的结果，你能得出什么结论？
相同条件下1mol气体所占的体积基本相同，而1mol固体或液体所占的体积差别较大
【课堂生成】
强调：
相同条件（温度、压强）
【课堂研讨】
【课堂生成】
应该把阿伏加德罗定律安排在这个问题之后，下一个问题之前；比例关系学生很好理解，在这里给学生点明温度指的是热力学温度，单位为K，说明热力学温度与摄氏底的关系。
【练一练】判断下列说法是否正确：
1mol气体的体积就是气体的摩尔体积（×）
任何气体的摩尔体积都大致相等（×）
22.4LH2所含有的分子数目约为NA个（×）
常温常压下，22.4LO2含有的分子数目约为NA个（×）
标况下，22.4LH2O中含有的分子数目约为NA个（×）
只有在标况下，1mol气体的体积才约为22.4L（×）
常温常压下，18g水中含有的分子数目为NA个（√）
1.（自学、思考）什么是阿伏加德罗定律？
请用阿伏加德罗定律解释为什么标准状况下的气体摩尔体积是相等的？
同温同压下，相同体积的任何气体均含有相同的分子数
＝
推论1：
相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比等于分子的数目之比
【课堂生成】
把第一问提至第2小题前，单独作为一个问题，把第二问合并到第2小题（导学案中已经修改过）
【练一练】完成下列练习：
⑴标况下，2molO2的体积是4.48L；标况下，224mLN2的物质的量是0.01mol；
标况下，11.2LO2的质量是16g；标况下，48gO2的体积是33.6L；
标况下，2.24LO2中含有的氧气分子数目是0.1NA；含有的氧原子数目是0.2NA；
一定量的CO2中含有的分子数目为0.3NA个，它在标况下的体积约为6.72L；
⑵标况下，体积均为11.2L的O2、CO2、H2三种气体所含有的分子数目分别为多少？
3.01×1023
⑶标况下CO2和O2的密度分别为多少？
1.964g/L1.429g/L
【课堂生成】
c.对于混合气体还可用下式：
r＝M甲×甲的体积分数＋M乙×乙的体积分数＋……
注意以下两点：
I.应用“①②③”可进行气体质量、摩尔质量、标准状况密度、相对密度、气体体积、物质的量之间的换算。
Ⅱ.应用“④”可进行气体平均摩尔质量、体积分数的计算和气体成分分析。
⑵
同温同压下，Vm1=Vm2,所以有：
推论2：
相同条件下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比
⑷
相同条件下，下列气体的密度最小的是（）
A.H2B.CH4C.N2D.CO2
相同条件下A气体对H2的相对密度22，则气体A的摩尔质量为44g·mol-1；
【巩固练习】
1.标准状况下①6.72LCH4②3.01×1023个HCl分子③13.6gH2S④0.2molNH3,下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是
a.体积②＞③＞①＞④b.密度②＞③＞④＞①
c.质量②＞③＞①＞④d.氢原子个数①＞③＞④＞②
A.abcB.bcdC.cbaD.abcd
2.两个体积相同的容器，一个盛有一氧化氮，另一个盛有氮气和氧气，在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的
A.原子总数B.质子总数C.分子总数D.质量
3.如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积是（式中NA为阿伏加德罗常数）
A.LB.LC.LD.L
4.150℃时碳酸铵完全分解生成气态混合物，该混合气体对H2的相对密度是
A.96B.48C.12D.32
5.同温同压下，A容器的H2和B容器的NH3中，若使它们所含的原子总数相等，则这两个容器的体积之比是
A.2∶1B.1∶2C.2∶3D.1∶3
6.标准状况下，若2.8LO2含有n个O2分子，则阿伏加德罗常数为
A.
B.
C.16nD.8n
7.已知10.2gA与12.8gB完全反应，生成9.6gC和7.2gD及另一气体E，已知E的密度是H2密度的15.5倍，则气体E在标准状况下的体积是
A.2.24LB.4.48LC.5.6LD.11.2L
8.在一定温度下，物质W分解，其反应方程式4WX3（g）＋2Y（g），测得生成物组成的混合气体与H2的相对密度为18，则W的式量为
A.27 B.18 C.36 D.126
12.在常温常压下，1LCO和H2的混合气体完全燃烧，共消耗相同条件下0.5LO2，在混合气体中CO与H2的体积比为
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.任意比
9.同温同压下，某瓶充满O2质量为116g，充满CO2为122g，充满气体X为114g，则X的相对分子质量为
A.28 B.60 C.32 D.44
10.在标准状况下，15gCO和CO2的混合气体是10.08L，则这种混合气中CO和CO2的物质的量的比为；2:
1
11.某气态氧单质，在标况时每100mL的该气体质量为0.2143g，该氧单质的摩尔质量为；化学式为；48g·mol-1O3
12.在标准状况下，mg气体A与ng气体B的分子数相等，则A与B的相对分子质量之比为m:
n；同质量气体A与B的分子数之比为n:
m；同温同压下，A气体与B气体的密度之比为m:
n；相同状况下，同体积A气体与B气体的质量之比为m:
n；
13.某气态氧化物化学式为RO2，在标准状况下，1.28g该氧化物的体积是448mL，则氧化物的摩尔质量为；R的相对原子质量为；64g·mol-132
14.在标准状况下，6.72LCH4和CO的混合气体的质量为6g，该混合气体中有mol的CH4，g的CO。
0.22.8
【课后反思】
2019-2020年高中化学1.2.2合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发课时训练（含解析）新人教版选修2
1.合成氨所需的原料是（ ）
①水 ②空气 ③焦炭 ④铁触媒
A.①②B.②③
C.①②③D.①②③④
解析:
铁触媒是合成氨的催化剂,不属于原料。
答案:
C
2.为了进一步提高合成氨的生产效率,科研中具有开发价值的是（ ）
A.研制高温下活性较大的催化剂
B.寻求NH3的新来源
C.研制低温下活性较大的催化剂
D.研制耐高温高压的新型材料建造合成塔
解析:
合成氨的反应是放热反应,降低温度有利于提高合成氨的生产效率。
答案:
C
3.实验室合成氨装置如下图所示,则以下说法中错误的是（ ）
A.装置甲的作用之一是干燥
B.装置甲的作用是化合
C.乙处导出的气体是N2、H2、NH3
D.检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等
解析:
装置甲的作用有三点:
①干燥气体;②观察气体逸出速率便于控制反应物间的比例;③使气体混合均匀。
答案:
B
4.工业上用氢气和氮气合成氨,氢气的主要来源是（ ）
A.水和燃料B.电解水
C.锌和稀硫酸D.液化空气
解析:
电解水需消耗大量的电能;Zn和H2SO4制H2造价太高;液化空气得不到H2。
答案:
A
5.在N2+3H22NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6mol·L-1。
在此时间内用H2表示的平均速率为0.45mol·（L·s）-1,则这段时间是（ ）
A.1sB.2s
C.0.44sD.1.33s
解析:
由反应方程式知,当NH3的浓度增加了0.6mol·L-1时,H2的浓度减少了0.9mol·L-1,再运用速率公式可得时间。
答案:
B
6.工业合成氨时将N2和H2按体积比1∶3通入合成塔中,在不同条件下达到平衡时,混合物中NH3的含量（体积分数）如下表:
压强/MPa
φ（NH3）/%
温度/℃
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.2
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
试分析上表所提供的数据,判断下列说法一定正确的是（ ）
A.无论其他条件如何改变,只要增大压强就能提高NH3在平衡混合物中的含量
B.无论其他条件如何改变,只要升高温度就有利于提高N2的转化率
C.无论其他条件如何改变,只要降低温度就能提高NH3在平衡混合物中的含量
D.由上表数据可知,NH3的合成是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应
解析:
由题目中所给数据可知,若温度最低,压强最大,则转化率最高。
当温度不变时,压强越大,氨气的含量越高,可知此反应气体总体积缩小;当压强相等时,温度越低,氨气的含量越高,所以确定正反应为放热反应。
答案:
D
7.反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH<0,在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如下图,则氨的百分含量最高的一段时间是（ ）
A.t0~t1B.t2~t3
C.t3~t4D.t5~t6
解析:
t1时刻,改变条件,平衡逆向移动,t3改变条件,平衡不移动,t4改变条件,平衡逆向移动,所以t0~t1时刻NH3的百分含量最高。
答案:
A
8.在一定条件下,进入氨合成塔的混合气体中氮气的体积占22%,氢气的体积占78%,经合成反应达到平衡后,在相同温度和压强下,气体体积缩小至原体积的95%,氮气的转化率接近于（ ）
A.11.5%B.10.5%
C.9.75%D.13.2%
解析:
设混合气体为100L,反应掉N2的体积为x。
N2 +3H2 2NH3
开始（L）22780
平衡（L）22-x78-3x2x
由题意:
=95%
解得x=2.5L
α（N2）=×100%=11.4%。
答案:
A
9.工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应:
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）。
其部分工艺流程如下:
请回答下列问题:
（1）第②步除需要催化剂这个条件外,还需要的条件是
。
（2）第①步操作中的原料气的“净化”目的是 ,
第③步操作中的目的是 。
（3）工业合成氨反应后可以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的原理类似于下列哪种方法?
（填编号）。
a.过滤b.蒸馏
c.分液d.萃取
你作出这个判断的理由是 。
（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生成。
该反应的化学方程式为
。
解析:
（2）原料气中往往含有使催化剂中毒的物质,所以在进行原料气的反应前,需要除掉其中的杂质;工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气,也有未反应的氢气、氮气,所以为了提高原料气的利用率,将未反应的原料气进行重新利用,这样可以提高经济效益。
（3）降低温度,氨变为液态,从而进行分离,所以与工业上利用的蒸馏类似,都是通过改变温度,使物质的状态发生变化而分离。
（4）2NH3+3Cl2N2+6HCl,生成的HCl又与NH3反应生成NH4Cl小颗粒——白烟产生。
答案:
（1）高温、高压
（2）防止催化剂中毒 提高原料利用率（或提高经济效益等）
（3）b 通过温度的改变而改变物质的状态,达到分离的目的
（4）8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
10.利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下:
依据上述流程,完成下列填空:
（1）天然气脱硫时的化学方程式是 。
（2）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol,产生H2 mol。
（用含n的代数式表示）
（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行,加压的理论依据是 。
（填编号）
A.相似相溶原理
B.勒夏特列原理
C.酸碱中和原理
（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于 （写出CO2的一种重要用途）。
（5）整个流程有三处循环,一是Fe（OH）3循环,二是K2CO3（aq）循环,请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。
解析:
（1）流程图中已给出反应物是H2S和Fe（OH）3,生成物是Fe2S3和H2O,CH4没有参与反应,写出化学方程式再配平即可。
（2）写出此反应的化学方程式:
CH4+H2OCO+3H2,就很容易地看出产生H2应为3×0.9n=2.7nmol。
（3）CO2为气体,加压有利于平衡右移,利用的是勒夏特列原理。
（4）此题考查了考生对CO2用途的记忆,写任一种用途即可。
（5）合成氨反应是一可逆反应,H2和N2的转化率低,必须循环利用。
答案:
（1）3H2S+2Fe（OH）3Fe2S3+6H2O
（2）2.7n （3）B （4）生产纯碱（或作制冷剂等,其他合理答案也可以）
（5）
11.工业上合成氨的原料之一——氢气,有一种来源是石油气,如丙烷。
（1）有人设计了以下反应途径（化学方程式未配平）,假设反应都能进行,你认为最合理的是（ ）
A.C3H8C+H2
B.C3H8C3H6+H2
C.C3H8+H2OCO+H2
（2）按以上最合理的反应途径,理论上用1mol丙烷最多可制得氨气（ ）
A.4molB.6.7mol
C.10molD.2.7mol
（3）该合理的反应途径最显著的优点是（ ）
A.简单易行
B.制得的H2纯度高
C.制得的H2产量高
D.可同时获得大量热量
解析:
（1）要分析得出哪种反应方式生成的H2最多,配平反应的化学方程式如下:
A.C3H83C+4H2。
B.C3H8C3H6+H2。
C.C3H8+3H2O3CO+7H2,生成的CO又能和H2O反应:
CO+H2OCO2+H2。
当C3H8均为1mol时,C选项的途径中产生H2最多。
（2）C3H8+3H2O3CO+7H2
3CO+3H2O3CO2+3H2
N2+3H22NH3
由以上反应可得C3H8~10H2,3H2~2NH3。
根据相关量,进行计算:
C3H8~10H2~×2NH3
1molmol
所以1molC3H8最多可制得6.7mol氨,应选B。
答案:
（1）C
（2）B （3）C
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