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解答题-工业流程题 适中0.65 引用2 组卷28
氨在国民经济生产中占有重要地位。下图是合成氨的简要流程和反应方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H<0。

(1)图中混合物X是_______,这样操作的目的是_______
(2)T C时在容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g),5 min后达到平衡,测得N2的浓度为0.3 mol/L。
①计算此段时间内的平均反应速率v(NH3)=_______, H2的转化率为_______
②已知450 K时该反应的平衡常数K=2.04,则(2)中的反应温度T_______ 450 K(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列措施可提高N2平衡转化率的是_______(填序号)。
a.恒容时充入H2,使体系总压强增大
b.恒容时将NH3,从体系中分离
c.恒容时充入He,使体系总压强增大
d.加入合适的催化剂
(4)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在低温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)   △H= +1530.4 kJ/mol。进一步研究NH3的生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、压强为1.0×105 Pa,反应时间为3 h):
T/K303313323353
NH3的生成量/(×10-6 mol)4.85.96.02.0
当温度高于323 K时,NH3的生成量反而降低的可能原因是_______
23-24高二上·山西太原·期中
知识点:影响化学反应速率的因素催化剂对化学反应速率的影响化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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氨的合成原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-92.4 KJ·mol-1.现在500℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应,反应过程中各物质的物质的量变化如下图。回答下列问题:

(1)10 min内以NH3表示的平均反应速率___________
(2)在10 ~20 min内:NH3浓度变化的原因可能是___________
A.加了催化剂       B.缩小容器体积
C.降低温度       D.增加NH3物质的量
(3)第1次平衡的时间范围为:___________,第2次平衡的时间范围为:___________,第1次平衡:平衡常数K1 = ___________(带数据的表达式),第2次平衡时NH3的体积分数___________
(4)在反应进行至25 min时:
① 曲线发生变化的原因:___________
② 达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2___________ K1(填“大于”、“等于”、“小于”);
(5)在25~40 min时,计算合成氨过程中的反应热△H= ___________
(6)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g) + 3H2O(1) 2NH3(g)+O2(g) ;△H =akJ·mol-1
进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
T/K303313323
NH3生成量/(10-6mol)4.85.96.0
①此合成反应的a___________0;ΔS___________0,(填“>”、“<”或“=”)
②已知:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.4kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) = -571.6kJ·mol-1
则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为:___________
科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
I.目前合成氨技术原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       H=-92.4kJ/mol。
(1)在一定体积的容器中发生上述反应,下列描述中能说明该反应已达平衡的是_______
A.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.2v(NH3)=v(N2)
C.容器中气体的压强保持不变
D.N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2

(2)673K、30MPa下,向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入080molN2和1.60molH2,反应3分钟达到平衡时,NH3的体积分数为20%。
①该条件下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K=_____(精确到小数点后一位);K值越大,表明反应达到平衡时_______
A. H2的转化率一定越高
B.NH3的浓度一定越大
C.正反应进行得越完全
D.化学反应速率越大
②若达平衡后再向该容器中充入0.40molN2和0.40molNH3,该平衡将______(填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
Ⅱ.根据“人工固氮”的最新研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)       H=akJ/mol。进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如表:
T/K303313323
NH3的生成量/(10mol)4.85.96.0

(3)此合成反应的a______0;△S______0,(填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知(K为平衡常数):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       K1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)       K2,则N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g)的K=______(用K1K2表示)。

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