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合成氨對(duì)人類的生存和發(fā)展有著重要意義,1909年哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次利用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨,實(shí)現(xiàn)了人工固氮。
(1)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
K=
c
2
N
H
3
c
N
2
?
c
3
H
2
K=
c
2
N
H
3
c
N
2
?
c
3
H
2

(2)請(qǐng)結(jié)合下列數(shù)據(jù)分析,工業(yè)上選用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)固氮,而沒(méi)有選用氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)固氮的原因是
氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)
氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)
。
序號(hào) 化學(xué)反應(yīng) K(298K)的數(shù)值
N2(g)+O2(g)?2NO(g) 5×10-31
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) 4.1×106
(3)對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),在一定條件下氨的平衡含量如下表。
溫度/℃ 壓強(qiáng)/Mpa 氨的平衡含量
200 10 81.5%
550 10 8.25%
①下列條件既能提高反應(yīng)速率,又能升高氨的平衡含量的是
c
c
(填字母序號(hào))。
a.加催化劑
b.升高溫度至400-550度
c.采取10MPa-30MPa的高壓條件
②哈伯選用的條件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是
提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率
提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率
。
(4)圖1表示500℃、60.0MPa條件下,原料氣投料比與平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中M(4,40%)點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算)N2的平衡體積分?jǐn)?shù)
8%
8%
。
菁優(yōu)網(wǎng)
(5)圖2是合成氨反應(yīng)平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線,圖中L(L1、L2)、X分別代表溫度或壓強(qiáng)。其中X代表的是
壓強(qiáng)
壓強(qiáng)
(填“溫度”或“壓強(qiáng)”);判斷L1、L2的大小關(guān)系并說(shuō)明理由
L1<L2,合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡平衡逆向移動(dòng),NH3的體積分?jǐn)?shù)降低
L1<L2,合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡平衡逆向移動(dòng),NH3的體積分?jǐn)?shù)降低
。

【答案】K=
c
2
N
H
3
c
N
2
?
c
3
H
2
;氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氧氣反應(yīng);c;提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率;8%;壓強(qiáng);L1<L2,合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡平衡逆向移動(dòng),NH3的體積分?jǐn)?shù)降低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/11 2:0:4組卷:10引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化發(fā)生聚合反應(yīng):n菁優(yōu)網(wǎng)
    催化劑
    菁優(yōu)網(wǎng)。在不同時(shí)刻測(cè)得反應(yīng)物濃度與時(shí)間關(guān)系如下表:
    t/min 0 25 75 105 125 150 250
    c(降冰片烯)/(mol?L-1 3.00 2.70 a 1.74 1.50 1.20 0
    下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:10引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.含氮化合物對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有多種影響,化學(xué)工作者設(shè)計(jì)了如下再利用的方案:
    (1)以NH3和CO2為原料合成化肥-尿素[CO(NH22],兩步反應(yīng)的能量變化如圖:
    ①該反應(yīng)在
     
    (填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。
    ②已知第二步反應(yīng)決定了生產(chǎn)尿素的快慢,可推測(cè)E1
     
    E3(填“>”“<”或“=”)。
    ③該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后,下列措施能提高NH3轉(zhuǎn)化率的是
     
    。
    A.選用更有效的催化劑
    B.升高反應(yīng)體系的溫度
    C.降低反應(yīng)體系的溫度
    D.縮小容器的體積
    (2)氨的催化氧化過(guò)程可發(fā)生以下兩種反應(yīng),該過(guò)程易受催化劑選擇性影響。
    Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)     ΔH<0;
    Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)     ΔH<0;
    在容積固定的密閉容器中充入1.5molNH3和1.55molO2,一定時(shí)間段內(nèi),在催化劑作用下發(fā)生上述反應(yīng)。生成物NO和N2的物質(zhì)的量隨溫度的變化曲線如圖。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①當(dāng)溫度處于400℃~840℃時(shí),N2的物質(zhì)的量減少,NO的物質(zhì)的量增加,其原因是
     
    。
    ②840℃時(shí),反應(yīng)以反應(yīng)Ⅰ為主,則NH3的轉(zhuǎn)化率為
     
    。(保留小數(shù)點(diǎn)后2位,下同);若520℃時(shí)起始?jí)簭?qiáng)為p0,恒溫下反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=
     
    (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
    (3)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種新型環(huán)保型堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式:
     
    。假設(shè)使用肼-空氣燃料電池電解精煉銅(已知銅的摩爾質(zhì)量為64g/mol),陰極質(zhì)量變化為128g,則肼-空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣
     
    L(假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%)。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:4引用:1難度:0.5
  • 3.(1)發(fā)射衛(wèi)星可用肼為燃料,二氧化氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵狻R阎?br />N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ?mol-1
    N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ?mol-1
    則肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
     
    。
    (2)將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)各amol充入1升恒容密閉反應(yīng)器發(fā)生如下反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)。某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡,平衡常數(shù)K=27,此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol,則a=
     
    ,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為
     
    (計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
    (3)已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,某同學(xué)設(shè)想用下列流程得到BaCl2,BaSO4
    飽和
    N
    a
    2
    C
    O
    3
    溶液
    BaCO3
    鹽酸
    BaCl2則①的離子方程式為
     
    ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
     
    。
    (4)堿性鋅錳干電池是一種一次性電池,電極為Zn、碳棒,MnO2和KOH等組成的糊狀填充物為電解質(zhì)。該電池放電過(guò)程會(huì)產(chǎn)生MnOOH,則該電池放電時(shí)正極電極反應(yīng)為
     

    (5)以Fe、石墨作電極,NaOH作電解質(zhì)溶液,可制取有廣泛用途的Na2FeO4。在制備時(shí),
     
    作陽(yáng)極,陽(yáng)極電極反應(yīng)為
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:7引用:1難度:0.5
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