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
  • بإعادة تدوير المُتفاعِلات
  • جانضغاط خليط التفاعل
  • دتسخين خليط التفاعل
  • هوجود عامل حفَّاز

س٣:

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

  • أتقليل ضغط خليط التفاعل.
  • بزيادة مردود التفاعل.
  • جمَنْع انحلال العامل الحفَّاز.
  • دزيادة مُعدَّل التفاعل.
  • همَنْع تكوُّن نواتج ثانوية غير مرغوب فيها.

س٤:

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

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

س٥:

تتفاعل عيِّنة من النيتروجين مع فائض من الهيدروجين لإنتاج 2.80 طن متري من الناتج عَبْرَ عملية هابر. مردود التفاعل مقدار 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.

  • أCH+2HOCO+8H4222
  • بCH+HOCO+2H422
  • جCH+2HO2CO+4H422
  • دCH+2HOCO+4H4222
  • هCH+HOCO+3H422

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

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

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.

  • أCO+2HOCO+2H232
  • بCO+HOCO+H222
  • جCO+2HOHCO+H2232
  • دCO+HOC+O+H222
  • ه2CO+4HO2HCO+3H232

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

  • أيزيد معدل التفاعل ويقل المردود المئوي.
  • بيقل معدل التفاعل ويزيد المردود المئوي.
  • جيقل كلٌّ من معدل التفاعل والمردود المئوي.
  • ديزيد معدل التفاعل ويظل المردود المئوي تقريبًا ثابتًا.
  • هيزيد كلٌّ من معدل التفاعل والمردود 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؟

  • أتكثيف المُتفاعِلات الغازية
  • بانخفاض مُعدَّل التفاعل
  • جانخفاض نسبة المردود المئوي القصوى
  • دزيادة تكاليف المُعِدَّات والتشغيل
  • هزيادة تكوُّن النواتج الثانوية غير المرغوب فيها

س٩:

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

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

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.

  • أO+HHO2222
  • بN+2H2NH222
  • جN+3H2NH223
  • دO+2H2HO222
  • هN+3O+H2HNO2223

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.

  • أN+3HNH2226
  • بN+2HNH2224
  • جN+4H2NH224
  • دN+3H2NH223
  • هN+2H2NH222

لماذا يُوصَف هذا التفاعل بالانعكاسي؟

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

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

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

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

  • أيظل كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي ثابتًا تقريبًا.
  • بيَقِل مُعدَّل التفاعل ويزداد المردود المئوي.
  • جيزداد مُعدَّل التفاعل ويَقِل المردود المئوي.
  • ديزداد كلٌّ من مُعدَّل التفاعل والمردود المئوي.
  • 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؟

  • أالنيكل
  • بالحديد
  • جالبلاتين
  • دالفاناديوم
  • هالنحاس

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.
  • جتبريد ناتج التفاعل.
  • دتحفيز عملية تحويل المتفاعلات إلى الناتج.
  • هإزالة الماء من خليط التفاعل.

ما الوظيفة الأساسية للحجرة B؟

  • أإزالة الماء من خليط التفاعل.
  • بتجميع العامل الحفَّاز تجهيزًا للغسل.
  • جتبريد ناتج التفاعل.
  • دتحفيز عملية تحويل المتفاعلات إلى الناتج.
  • هغسل خليط التفاعل لإزالة النواتج الثانوية.

ما وظيفة الحجرة C؟

  • أغسل خليط التفاعل لإزالة النواتج الثانوية.
  • بكبس خليط التفاعل حتى الضغط المطلوب.
  • جتسخين خليط التفاعل حتى درجة الحرارة المطلوبة.
  • دتحفيز عملية تحويل المتفاعلات إلى الناتج.
  • هتبريد ناتج التفاعل.

ما وظيفة الممر D؟

  • أإعادة المتفاعلات إلى خليط التفاعل.
  • بإزالة الناتج من خليط التفاعل.
  • جإزالة الماء من الحجرة A.
  • دتحرير الضغط داخل الحجرة C.
  • 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 وسائل
  • بغير مُتجانِس وصلب
  • جمُتجانِس وسائل
  • دغير مُتجانِس وغازي
  • همُتجانِس وصلب

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

  • أ𝐸
  • ب𝐸𝐸
  • ج𝐸𝐸
  • د𝐸𝐸
  • ه𝐸

أيُّ معاملات التفاعل تزيد في وجود عامل حفَّاز؟

  • أمُعدَّل التفاعل والمردود الأقصى
  • بالمردود الأقصى فقط
  • جمُعدَّل التفاعل واستقرار الناتج
  • دالمردود الأقصى واستقرار الناتج
  • همُعدَّل التفاعل فقط

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

  • أطاقة رابطة الناتج
  • بالفرق بين طاقات روابط المُتفاعِلات والنواتج
  • جالفرق بين طاقات روابط الهيدروجين والنيتروجين
  • دطاقة رابطة الهيدروجين
  • 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؟

  • أتتشبَّع المادة الحفَّازة بجزيئات الناتج.
  • بيقترب تركيز الناتج من قيمة الاتزان.
  • جتقترب تركيزات المتفاعلات من الصفر.
  • دتنخفض درجة حرارة خليط التفاعل.
  • هيقل الضغط في خليط التفاعل.

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

  • أيقل الحجم وتظل درجة الحرارة ثابتة.
  • بتُرفع درجة الحرارة في حين يظل الضغط ثابتًا.
  • جيقل الحجم ويظل الضغط ثابتًا.
  • ديُزال المتفاعل دون تغيُّر درجة الحرارة أو الضغط.
  • هيُضاف المتفاعل دون تغيُّر الضغط أو الحجم.

س١٩:

تفاعلت عيِّنات من النيتروجين والهيدروجين معًا في وعاء مُغلَق عند درجة حرارة وضغط ثابتين في زمن 𝑡. بعد هذا الزمن، تغيَّر حجم الوعاء، لكن الكتلة الكلية لخليط التفاعل لم تتغيَّر.

أيُّ التمثيلات البيانية الآتية توضِّح التغيُّر في تركيز الناتج عبر الزمن عند زيادة الحجم إلى الضعف عند 𝑡، لكنَّ الضغط يظل ثابتًا؟

  • أ
  • ب
  • ج
  • د
  • ه

أيُّ التمثيلات البيانية الآتية توضِّح التغيُّر في تركيز الناتج عبر الزمن عند زيادة الضغط إلى الضعف عند 𝑡، لكنَّ درجة الحرارة تظل ثابتة؟

  • أ
  • ب
  • ج
  • د
  • ه

يوضِّح التمثيل البياني التغيُّر الملحوظ في تركيز الناتج عَبْرَ الزمن. ما التغيُّر في مُعامِلات التفاعل عند 𝑡، التي يُمكِن أن تُنتِج هذا التغيُّر؟

  • أازدياد الحجم ودرجة الحرارة.
  • بازدياد درجة الحرارة وانخفاض الضغط.
  • جازدياد الحجم والضغط.
  • دازدياد الحجم وانخفاض درجة الحرارة.
  • هانخفاض الحجم وازدياد درجة الحرارة.

س٢٠:

ما الذي يَنْتج عن عملية هابر؟

  • أحمض النيتريك
  • بالأمونيا
  • جالسمن النباتي
  • دحمض الكبريتيك
  • هثالث أكسيد الكبريت

س٢١:

في عملية هابر-بوش، يتفاعل غازا النيتروجين والهيدروجين تفاعلًا طاردًا للحرارة لإنتاج الأمونيا الغازية، كما هو موضَّح بالمعادلة الآتية: N+3H2NH223.

يُنقَل مخلوط التفاعل بين الوعاءين A ،B تحت ظروف درجة حرارة مختلفة. تُشِير الأسهم في الشكل إلى إضافة الغازين إلى الوعاء A، وانتقال الغازين بين الوعاءين، وإزالة المُركَّب السائل X من المُفاعِل B.

حدِّد المُركَّب X.

  • أH2
  • بCO2
  • جN2
  • دNH3
  • هHO2

لماذا يكون الضغط في الوعاء A ذا قيمة أعلى من 1 atm؟

  • أبسبب زيادة مردود الأمونيا، على الرغم من انخفاض مُعدَّل التفاعل.
  • ببسبب زيادة مُعدَّل التفاعل، على الرغم من انخفاض مردود الأمونيا.
  • جبسبب زيادة مُعدَّل التفاعل وبقاء مردود الأمونيا ثابتًا تقريبًا.
  • دبسبب زيادة كلٍّ من مُعدَّل التفاعل ومردود الأمونيا.
  • هبسبب سماح الضغط الأعلى بعزل الناتج بسهولة.

لأيِّ الأسباب الآتية يؤدِّي اختيار الظروف الموجودة في الوعاء B إلى تحرُّك موضع الاتزان نحو اليمين؟

  • أزيادة الضغط تُرجِّح التفاعل الأمامي.
  • بتكثيف المُركَّب X يُرجِّح التفاعل الأمامي.
  • جزيادة درجة الحرارة تُرجِّح عملية امتصاص الحرارة.
  • دانخفاض الضغط يُرجِّح التفاعل الأمامي.
  • هانخفاض درجة الحرارة يُرجِّح عملية امتصاص الحرارة.

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