氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一．課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H＜0他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎．工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如圖1：
反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表：
氣體 氮氣 氫氣 氨
熔點（℃） -210.01 -252.77 -77.74
沸點（℃） -195.79 -259.23 -33.42
（1）合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程．即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到
-33.42
-33.42
℃使混合氣體分離出來產(chǎn)品；繼續(xù)循環(huán)的氣體是
N2、H2
N2、H2
．
（2）工業(yè)上采取用上述（1）操作的目的：
及時分離出氨氣，平衡正向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，且循環(huán)利用氮氣和氫氣，提高氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率
及時分離出氨氣，平衡正向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，且循環(huán)利用氮氣和氫氣，提高氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率
．
（3）已知拆開1molH-H鍵，1molN-H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ?mol-1
．
（4）合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義．對于密閉容器中的反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），在673K，30MPa下n（NH3）和n（H2）隨時間變化的關(guān)系如圖2所示．下列敘述正確的是
AD
AD

A．點a的正反應(yīng)速率比點b的大
B．點 c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C．點d （t1時刻） 和點 e （t2時刻） 處n（N2）不一樣
D．其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻，n（H2）比圖2中d點的值大．
分析：（1）根據(jù)氨氣易液化來解答；
（2）根據(jù)濃度對化學(xué)平衡的影響以及對原料利用率的影響來分析；
（3）依據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計算反應(yīng)熱，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)寫出熱化學(xué)方程式；
（4）在N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）反應(yīng)中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的物質(zhì)的量逐漸減少，生成物的物質(zhì)的量逐漸增多，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的生成物的物質(zhì)的量不再改變，曲線為水平直線，以此判斷．
解答：解：（1）氨氣的沸點是-33.42，可以將溫度降低到-33.42，氨氣液化，轉(zhuǎn)變成液體分離出來，氫氣和氮氣可以再循環(huán)利用，故答案為：-33.42；N2、H2；
（2）生成物的濃度減少，平衡正向移動，所以及時分離出氨氣，平衡正向移動，提高氨氣的產(chǎn)率；循環(huán)利用氮氣和氫氣，提高氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：及時分離出氨氣，平衡正向移動，提高氨氣的產(chǎn)率，且循環(huán)利用氮氣和氫氣，提高氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率；
（3）拆開1mol H-H鍵，1mol N-H鍵，1mol N≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，化學(xué)方程式為N2+3H2?2NH3，依據(jù)化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱為946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92KJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92 kJ?mol-1，
故答案為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92 kJ?mol-1；
（4）A．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度之間減小，反應(yīng)速率逐漸減小，則a點的正反應(yīng)速率比b點大，故A正確；
B．c點反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量仍在變化，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．d點和e點都處于平衡狀態(tài)，n（N2）不變，d點和e點n（N2）相等，故C錯誤；
D．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以平衡時氫氣的物質(zhì)的量比d點的值大，故D正確；
故答案為：AD．
點評：本題主要考查了濃度對化學(xué)平衡的影響、熱化學(xué)方程式的書寫以及化學(xué)平衡圖象問題，題目難度不大，分析圖象中時各物理量的變化曲線，把握平衡狀態(tài)的特征為解答該題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；ΔH＜0，他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下：

反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表：

氣體

氮氣

氫氣

氨

熔點/℃

-210.01

-252.77

-77.74

沸點/℃

-195.79

-259.23

-33.42

(1)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程，即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到____________，使混合氣體分離出產(chǎn)品，N2、H2繼續(xù)循環(huán)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=____________。

(2)運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點說明工業(yè)上采用“使混合氣體分離出產(chǎn)品，N2、H2繼續(xù)循環(huán)”的生產(chǎn)措施的理由：___________________________________________________。

(3)已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_____________________________。

(4)合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如下圖甲所示。下列敘述正確的是____________。

A.點a的正反應(yīng)速率比點b的大

B.點c處反應(yīng)達(dá)到平衡

C.點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣

D.其他條件不變，773 K下反應(yīng)至t1時刻，n(H2)比圖中d點的值大

(5)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marncellos和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)，實現(xiàn)了高溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨，其實驗裝置如下圖乙。陰極的電極反應(yīng)式為__________________________________________________________________。

         

                  甲                                                 乙

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科目：高中化學(xué) 來源：2013屆安徽省高二第二次月考理科綜合試題（化學(xué)部分） 題型：填空題

（15分）氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；△H＜0他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下：

                

氣體

氮氣

氫氣

氨

熔點（℃）

-210.01

-252.77

-77.74

沸點（℃）

-195.79

-259.23

-33.42

                                                                                    

反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見上表：

（1）合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程。即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到           ℃使混合氣體分離出來產(chǎn)品；繼續(xù)循環(huán)的氣體是                。

（2）工業(yè)上采取用上述（1）操作的目的：                           

                                                                         。

（3）已知拆開1molH－H鍵，1molN－H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為________________________       。

（4）合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)： N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是

A．點a的正反應(yīng)速率比點b的大

B．點 c處反應(yīng)達(dá)到平衡

C．點d (t1時刻) 和點 e (t2時刻) 處n(N2)不一樣

D．其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻， n(H2)比上圖中d點的值大   

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一，其合成原理為

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）   △H=-92．4KJ/moL。試回答下列問題：

氨的合成是一個可逆反應(yīng)，為了探索合成氨的最佳條件，人們進(jìn)行了大量的研究。

（1）       下列有關(guān)做法不適宜的是(     )

A、常采用循環(huán)法，使未轉(zhuǎn)化的氮氣和氫氣得到充分的利用。

B 、綜合考慮各方面的因素，壓強控制在20―50MPa之間為宜

C、利用電解水制氫氣，作為合成氨的原料，

D、使用鐵觸媒為催化劑，在5000C時獲得最大催化效益。

（2）合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是        （填序號）

A 、采用較高壓強（20―50MPa）

B、采用5000C的高溫

C、用鐵觸媒為催化劑

D、將生產(chǎn)的氨液化并及時從體系中分離出來，N2和H2循環(huán)到合成塔中并補充N2和H2

（3）在298K時，將10moL N2和30moL H2放入合成塔中，為何放出的熱量小于924KJ？

（4）怎樣知道在合成氨工業(yè)有氨氣生成？

如果提高單位時間內(nèi)氨氣的產(chǎn)量，對溫度而言，在       （填高溫或低溫）下有利．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

氨是最重要的氮肥，是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)

叫哈伯法，是德國人哈伯1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，△H=-92.4 kJ/mol，△S ＝ -198.3J·mol－1·K－1。他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎。工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下：

反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表：

（1）下列說法正確的是     

     A. 因為△H= -92.4 kJ/mol，所以該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行

B. 因為△S ＝ -198.3J·mol－1·K－1所以該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行

 C. 該反應(yīng)在一定條件下可能自發(fā)進(jìn)行。

（2）合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程。即反應(yīng)后通過把混合氣體的溫度降低到           使混合氣體分離出來產(chǎn)品；繼續(xù)循環(huán)的氣體是      。

（3）一定溫度下，在密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2并發(fā)生反應(yīng)。

①若容器容積恒定，達(dá)到平衡時，氣體的壓強為原來的7/8，則N2的轉(zhuǎn)化率а1=        ，此時反應(yīng)放熱         kJ；

②若容器壓強恒定，則達(dá)到平衡時，容器中N2的轉(zhuǎn)化率а2     а1（填“＞、＜或＝”）。

（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N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  反應(yīng)的影響。

實驗結(jié)果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）

① 圖像中T2和T1的關(guān)系是：T2           T1，（填“高于”“低于”“等于”“無法確定”）

② 比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是      （填字母）。

③ 在起始體系中加入N2的物質(zhì)的量為n/3mol時，反應(yīng)后氨的百分含量最大；若容器容積為1L，n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%，則此條件下（T2），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=                    。（不用寫單位）

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