ملف تدريبي: عملية هابر

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على وصف تفاعل النشادر (الأمونيا) والهيدروجين في عملية هابر، وتوضيح اختيارات شروط التفاعل.

س١:

يَنْتج عن تفاعل 381.2 kg من النيتروجين مع 86.1 kg من الهيدروجين في عملية هابر مردود نسبته 75.0%. احسب كتلة ناتج هذا التفاعل.

س٢:

أيُّ خاصية من خواص المُفاعِل النموذجي المُستخدَم في عملية هابر تُتِيح الوصول إلى مستويات قصوى عالية جدًّا من المردود المئوي للتفاعل؟

  • أتجفيف خليط التفاعل
  • بانضغاط خليط التفاعل
  • جإعادة تدوير المُتفاعِلات
  • دتسخين خليط التفاعل
  • هوجود عامل حفَّاز

س٣:

ما السبب الرئيسي لإزالة الناتج من خليط التفاعل أثناء عملية هابر؟

  • أمَنْع تكوُّن نواتج ثانوية غير مرغوب فيها.
  • بزيادة مُعدَّل التفاعل.
  • جمَنْع انحلال العامل الحفَّاز.
  • دتقليل ضغط خليط التفاعل.
  • هزيادة مردود التفاعل.

س٤:

أيُّ التغيُّرات الآتية يُمكِن أن يخفض مُعدَّل التفاعل في عملية هابر؟

  • أتصغير حجم جُسيمات العامل الحفَّاز.
  • بزيادة كتلة العامل الحفَّاز.
  • جزيادة مُعدَّل التدفُّق خلال العامل الحفَّاز.
  • دزيادة ضغط خليط التفاعل.
  • هزيادة درجة حرارة التفاعل.

س٥:

تتفاعل عيِّنة من النيتروجين مع فائض من الهيدروجين لإنتاج 2.80 metric tons من الناتج عَبْرَ عملية هابر. مردود التفاعل مقداره 41.0 %. احسب كتلة عيِّنة النيتروجين.

س٦:

عملية هابر هي تفاعل حالة غازية يتضمَّن غاز الهيدروجين (H)2. المصدر الرئيسي لغاز الهيدروجين هو تفاعل الميثان (CH)4 مع البخار. تُعرَف هذه العملية باسم إعادة التشكيل بالبخار.

اكتب معادلة كيميائية موزونة لعملية إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار التي تولِّد أول أكسيد الكربون في صورة منتج ثانوي غازي.

  • أ C H + 2 H O C O + 4 H 4 2 2 2
  • ب C H + 2 H O 2 C O + 4 H 4 2 2
  • ج C H + 2 H O C O + 8 H 4 2 2 2
  • د C H + H O C O + 3 H 4 2 2
  • ه C H + H O C O + 2 H 4 2 2

يتضمَّن إعادة التشكيل بالبخار تفاعلًا انعكاسيًّا. كيف يتغيَّر معدل التفاعل والمردود المئوي إذا زاد ضغط الغازات المتفاعلة؟

  • أيقل معدل التفاعل ويزيد المردود المئوي.
  • بيزيد كلٌّ من معدل التفاعل والمردود المئوي.
  • جيزيد معدل التفاعل ويقل المردود المئوي.
  • ديقل كلٌّ من معدل التفاعل والمردود المئوي.
  • هيزيد معدل التفاعل ويظل المردود المئوي تقريبًا ثابتًا.

يمكن إنتاج هيدروجين إضافي بواسطة تفاعل أول أكسيد الكربون من إعادة التشكيل بالبخار مع ماء إضافي في عملية تُعرَف باسم تفاعُل الإزاحة بين الماء والغاز. يوجد ناتج واحد آخر فقط. اكتب معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أ 2 C O + 4 H O 2 H C O + 3 H 2 3 2
  • ب C O + H O C O + H 2 2 2
  • ج C O + 2 H O H C O + H 2 2 3 2
  • د C O + 2 H O C O + 2 H 2 3 2
  • ه C O + H O C + O + H 2 2 2

تفاعُل الإزاحة بين الماء والغاز تفاعل انعكاسي. كيف يتغيَّر معدل التفاعل والمردود المئوي إذا زاد ضغط الغازات المتفاعلة؟

  • أيزيد معدل التفاعل ويقل المردود المئوي.
  • بيزيد كلٌّ من معدل التفاعل والمردود المئوي.
  • جيزيد معدل التفاعل ويظل المردود المئوي تقريبًا ثابتًا.
  • ديقل كلٌّ من معدل التفاعل والمردود المئوي.
  • هيقل معدل التفاعل ويزيد المردود المئوي.

س٧:

تفاعل 30.0 kg من الهيدروجين مع كمية زائدة من النيتروجين يَنْتج عنه 93.5 kg عَبْر عملية هابر. احسب المردود المئوي لهذا التفاعل.

س٨:

تتضمَّن عملية هابر تفاعلًا انعكاسيًّا لمُتفاعِلَيْنِ غازيَّيْنِ. ما العيب الأساسي في زيادة الضغط الذي يُجرَى عنده التفاعل؟

  • أانخفاض نسبة المردود المئوي القصوى
  • بزيادة تكوُّن النواتج الثانوية غير المرغوب فيها
  • جتكثيف المُتفاعِلات الغازية
  • دانخفاض مُعدَّل التفاعل
  • هزيادة تكاليف المُعِدَّات والتشغيل

س٩:

تتضمَّن عملية هابر تفاعلًا انعكاسيًّا لمُتفاعِلَيْنِ غازيَّيْنِ. ما العيب الأساسي في زيادة درجة حرارة التفاعل؟

  • أزيادة تكاليف المُعِدَّات والتشغيل
  • بزيادة تكوُّن النواتج الثانوية غير المرغوب فيها
  • جانخفاض مُعدَّل التفاعل
  • دانصهار العامل الحفَّاز الصلب
  • هانخفاض نسبة المردود المئوي القصوى للتفاعل

س١٠:

عملية هابر هي تفاعل حالة غازية يتضمَّن غاز النيتروجين (N)2. يُمكِن إنتاج النيتروجين النقي من خلال تفاعل الهواء مع غاز الهيدروجين وإزالة النواتج.

بجانب النيتروجين، ما المُكوِّنان الأكثر وفرةً من مكوِّنات الهواء الجاف؟

  • أالماء والأرجون
  • بالأكسجين وثاني أكسيد الكربون
  • جالأكسجين والأرجون
  • دثاني أكسيد الكربون والماء
  • هالأكسجين والماء

اكتب معادلة كيميائية موزونة لتفاعل الهواء مع الهيدروجين.

  • أ O + H H O 2 2 2 2
  • ب N + 2 H 2 N H 2 2 2
  • ج N + 3 H 2 N H 2 2 3
  • د O + 2 H 2 H O 2 2 2
  • ه N + 3 O + H 2 H N O 2 2 2 3

يُعَد تفاعل الهواء مع الهيدروجين نموذجًا للتفاعل غير الانعكاسي. ما معنى هذا المصطلح؟

  • أالتفاعل طارد للحرارة بصورة كبيرة.
  • بيُزال ناتج التفاعل أثناء تكوُّنه، ما يحول دون تحوُّله مرة أخرى إلى المُتفاعِلات الأصلية.
  • جتكون نواتج التفاعل أكثر استقرارًا بكثير من المُتفاعِلات.
  • دتكون كمية الناتج التي تتحوَّل مرة أخرى إلى المُتفاعِلات الأصلية قريبة للغاية من الصفر في ظل ظروف التفاعل.
  • هلا يُمكِن أبدًا تحويل نواتج التفاعل مرة أخرى إلى المُتفاعِلات الأصلية في ظل ظروف التفاعل.

أيُّ الطرق الآتية يُمكِن استخدامها لفصل ناتج هذا التفاعل عن غاز النيتروجين؟

  • أالتبريد والتجفيف
  • بالتسخين والتقطير
  • جالترشيح والتقطير
  • دالتبريد والتقطير
  • هالتسخين والترشيح

س١١:

تتضمَّن عملية هابر تفاعلًا انعكاسيًّا بين النيتروجين والهيدروجين.

اذكر معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أ N + 3 H N H 2 2 2 6
  • ب N + 2 H N H 2 2 2 4
  • ج N + 2 H 2 N H 2 2 2
  • د N + 3 H 2 N H 2 2 3
  • ه N + 4 H 2 N H 2 2 4

لماذا يُوصَف هذا التفاعل بالانعكاسي؟

  • أمن المُمكِن استخدام تفاعل مختلف لتحويل الناتج مرة أخرى إلى المُتفاعِلات الأصلية.
  • بيتحوَّل الناتج مرة أخرى إلى المُتفاعِلات الأصلية ببطء فَوْرَ اكتمال التفاعل.
  • جبعض النواتج تتحوَّل مرة أخرى إلى المُتفاعِلات الأصلية في نفس ظروف التفاعل.
  • دلا يُمكِن أن يخضع الناتج لمزيد من التفاعلات.
  • هالناتج أقلُّ استقرارًا من المُتفاعِلات.

إذا أُجري التفاعل عند ضغط غازي أعلى، فماذا يحدث لمُعدَّل التفاعل والمردود المئوي؟

  • أيَقِل مُعدَّل التفاعل ويزداد المردود المئوي.
  • بيزداد مُعدَّل التفاعل ويَقِل المردود المئوي.
  • جيَقِل كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي.
  • ديزداد كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي.
  • هيزداد مُعدَّل التفاعل ويظل المردود المئوي ثابتًا تقريبًا.

إذا أُجري التفاعل عند درجة حرارة أقل، فماذا يحدث لمُعدَّل التفاعل والمردود المئوي؟

  • أيزداد كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي.
  • بيزداد مُعدَّل التفاعل ويَقِل المردود المئوي.
  • جيَقِل مُعدَّل التفاعل ويزداد المردود المئوي.
  • ديظل كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي ثابتًا تقريبًا.
  • هيَقِل كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي.

س١٢:

طاقة الرابطة لجزيء النيتروجين مقدارها 945 kJ/mol، وطاقة الرابطة لجزيء الهيدروجين مقدارها 436 kJ/mol. يُطلِق تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين في عملية هابر 46 kJ لكل مول من الناتج. احسب قيمة طاقة الرابطة لكل مول من الروابط في الجزيء الناتج.

س١٣:

في أيِّ درجة حرارة، بالدرجة السلزية، يُجرَى تفاعل عملية هابر عادةً؟

س١٤:

عند أيِّ ضغط غازي، بوحدة الضغط الجوي، يُجرَى تفاعل عملية هابرعادةً؟

س١٥:

ما العامل الحفَّاز الذي يُستخدَم عادة في عملية هابر؟

  • أالفاناديوم
  • بالنحاس
  • جالنيكل
  • دالحديد
  • هالبلاتين

س١٦:

يوضِّح الشكل الآتي حركة المتفاعلات والنواتج خلال المفاعل الكيميائي في عملية هابر.

ما الوظيفة الأساسية للحجرة A؟

  • أكبس خليط التفاعل حتى الضغط المطلوب.
  • بتسخين خليط التفاعل حتى درجة الحرارة المناسبة للتفاعل.
  • جتحفيز عملية تحويل المتفاعلات إلى الناتج.
  • دتبريد ناتج التفاعل.
  • هإزالة الماء من خليط التفاعل.

ما الوظيفة الأساسية للحجرة B؟

  • أتجميع العامل الحفَّاز تجهيزًا للغسل.
  • بتحفيز عملية تحويل المتفاعلات إلى الناتج.
  • جتبريد ناتج التفاعل.
  • دغسل خليط التفاعل لإزالة النواتج الثانوية.
  • هإزالة الماء من خليط التفاعل.

ما وظيفة الحجرة C؟

  • أتحفيز عملية تحويل المتفاعلات إلى الناتج.
  • بتسخين خليط التفاعل حتى درجة الحرارة المطلوبة.
  • جغسل خليط التفاعل لإزالة النواتج الثانوية.
  • دكبس خليط التفاعل حتى الضغط المطلوب.
  • هتبريد ناتج التفاعل.

ما وظيفة الممر D؟

  • أ تحرير الضغط داخل الحجرة C.
  • بإزالة الماء من الحجرة A.
  • جإعادة المتفاعلات إلى خليط التفاعل.
  • دإزالة الناتج من خليط التفاعل.
  • هإزالة النواتج الثانوية من خليط التفاعل.

س١٧:

يُجرَى تفاعل عملية هابر عادةً في وجود عامل حفَّاز.

أيُّ المصطلحات الآتية يصف نوع العامل الحفَّاز المُستخدَم؟

  • أغير مُتجانِس وصلب
  • بغير مُتجانِس وغازي
  • جغير مُتجانِس وسائل
  • دمُتجانِس وصلب
  • همُتجانِس وسائل

يوضِّح الشكل المُخطَّط التالي التغيُّرات في طاقة مزيج التفاعل أثناء عملية هابر. أيُّ معامل طاقة مُصنَّف يستلزم استخدام عامل حفَّاز في هذا التفاعل؟

  • أ 𝐸
  • ب 𝐸 𝐸
  • ج 𝐸 𝐸
  • د 𝐸 𝐸
  • ه 𝐸

أيُّ معاملات التفاعل تزيد في وجود عامل حفَّاز؟

  • أالمردود الأقصى واستقرار الناتج
  • بمُعدَّل التفاعل فقط
  • جمُعدَّل التفاعل واستقرار الناتج
  • دالمردود الأقصى فقط
  • همُعدَّل التفاعل والمردود الأقصى

ما سمة المُتفاعِلات في عملية هابر الأكثر أهمية في تحديد فعالية عامل حفَّاز؟

  • أالفرق بين طاقات روابط المُتفاعِلات والنواتج
  • بطاقة رابطة الناتج
  • جطاقة رابطة الهيدروجين
  • دالفرق بين طاقات روابط الهيدروجين والنيتروجين
  • هطاقة رابطة النيتروجين

س١٨:

يوضِّح الرسم تركيز الناتج في أوقات مختلفة أثناء عملية هابر. أُجري التفاعل في مفاعل كيميائي مغلق.

لماذا ينخفض معدل التغيُّر في التركيز بين النقطتين 𝑡، 𝑡؟

  • أتنخفض درجة حرارة خليط التفاعل.
  • بيقل الضغط في خليط التفاعل.
  • جيقترب تركيز الناتج من قيمة الاتزان.
  • دتقترب تركيزات المتفاعلات من الصفر.
  • هتتشبَّع المادة الحفَّازة بجزيئات الناتج.

عند 𝑡، تتغيَّر قيمة أحد معاملات التفاعل. ما التغيُّر الذي قد يسبب الاختلاف الملحوظ في تركيز الناتج؟

  • أيقل الحجم وتظل درجة الحرارة ثابتة.
  • بيقل الحجم ويظل الضغط ثابتًا.
  • ج تُرفع درجة الحرارة في حين يظل الضغط ثابتًا.
  • د يُضاف المتفاعل دون تغيُّر الضغط أو الحجم.
  • هيُزال المتفاعل دون تغيُّر درجة الحرارة أو الضغط.

س١٩:

ما الذي يَنْتج عن عملية هابر؟

  • أحمض النيتريك
  • بالأمونيا
  • جحمض الكبريتيك
  • دثالث أكسيد الكبريت
  • هالسمن النباتي

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.