1.工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破。其合成原理為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,△S<0。
(1)下列關(guān)于工業(yè)合成氨的說法正確的是
。
A.因?yàn)椤鱄<0,所以該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行
B.因?yàn)椤鱏<0,所以該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行
C.在高溫下進(jìn)行是為了提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
D.生產(chǎn)中在考慮動力和設(shè)備材料承受能力的前提下,壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大
(2)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨的反應(yīng),下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
。
A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
B.N2百分含量保持不變
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
(3)工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如圖1。
請用平衡移動原理來解釋在流程中及時(shí)分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因
。
(4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對工業(yè)合成氨反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。(圖中T表示溫度)
①圖象中T2和T1的關(guān)系是:T1
T2。(填“>,<或=”,下同)
②a、b、c、d四點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是
。(填字母)
(5)恒溫下,往一個(gè)4L的密閉容器中充入2mol N2和5.2mol H2,反應(yīng)過程中對NH3的濃度進(jìn)行檢測,得到的數(shù)據(jù)如表所示。
時(shí)間/min |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
c(NH3)/mol?L-1 |
0.08 |
0.14 |
0.18 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
①10min時(shí)用N
2表示的平均反應(yīng)速率為
mol/(L?min)
-1,此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
。
②若維持容器體積不變,溫度不變,往原平衡體系中加入N
2、H
2和NH
3各4mol,化學(xué)平衡將向反應(yīng)方向移動
。(填“正”或“逆”)
③已知:N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)
△H=-92kJ/mol
N
2(g)+O
2(g)═2NO(g)△H=+181kJ/mol
2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(g)△H=-484kJ/mol
寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學(xué)方程式
。