我國(guó)合成氨生產(chǎn)條件一般為壓強(qiáng)在20 MPa~50 MPa,溫度為500℃左右,使用鐵作催化劑.在上述生產(chǎn)條件下,實(shí)驗(yàn)測(cè)定達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)約為19.1%~42.2%,而實(shí)際上從合成塔中出來(lái)的氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)通常為15%左右,最可能的原因是


  1. A.
    所測(cè)定的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤
  2. B.
    生產(chǎn)條件下控制不當(dāng)
  3. C.
    氨的分解速率大于生成速率
  4. D.
    合成塔中反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡
D
解析:
講析:僅從平衡角度上看,達(dá)到平衡時(shí),混合物中氨的百分含量較高,但因隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),c(N2)、c(H2)不斷減小,正反應(yīng)速率減小,而c(NH3)不斷增大,逆反應(yīng)速率越來(lái)越大,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品NH3的凈增加量越來(lái)越小,從而影響了產(chǎn)量.為在單位時(shí)間內(nèi)獲得盡可能多的產(chǎn)品,實(shí)際生產(chǎn)中不可能等到反應(yīng)達(dá)到平衡后再添加新的原料氣.
點(diǎn)評(píng):通過(guò)本題的討論,我們應(yīng)該明白,利用化學(xué)原理分析、指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)時(shí),要將理論上的可能性與現(xiàn)實(shí)中的可行性恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來(lái).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(12分)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)3NH3(g)△H=-92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣:

C(s) + H2O(g)  H2(g) +CO(g)   △H = +131.3 kJ ,△S = +133.7 J/K

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                    (填:能或否)。

(2)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是                                。從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是                                        。

(3)已知在400℃時(shí),N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 的K=0.5。

①在400℃時(shí), 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            (填數(shù)值)。

②400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)V(N2)             V(N2)(填:>、<、=、不能確定)。

③500℃、50MPa時(shí),在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x。則Kx的關(guān)系滿足K                  

④在三個(gè)相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線如下圖。下列說(shuō)法正確的是            (填序號(hào))。

A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P2>P1

B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P1>P2

C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2

D.圖Ⅱ可能是同溫同壓下,催化劑性能:1>2

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010年浙江省杭州地區(qū)七校聯(lián)考高二第二學(xué)期期中化學(xué)試卷 題型:填空題

(12分)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa。回答下列問(wèn)題:
(1)將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣:
C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)  △H =" +131.3" kJ ,△S =" +133.7" J/K
該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                    (填:能或否)。
(2)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是                                。從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是                                        。
(3)已知在400℃時(shí),N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃時(shí), 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            (填數(shù)值)。
②400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)V(N2)            V(N2)(填:>、<、=、不能確定)。
③500℃、50MPa時(shí),在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x。則Kx的關(guān)系滿足K                  。
④在三個(gè)相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線如下圖。下列說(shuō)法正確的是           (填序號(hào))。

A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P2>P1
B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P1>P2
C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2
D.圖Ⅱ可能是同溫同壓下,催化劑性能:1>2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010年浙江省杭州地區(qū)七校聯(lián)考高二第二學(xué)期期中化學(xué)試卷 題型:填空題

(12分)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa。回答下列問(wèn)題:

(1)將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣:

C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)   △H = +131.3 kJ ,△S = +133.7 J/K

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                     (填:能或否)。

(2)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是                                 。從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是                                         。

(3)已知在400℃時(shí),N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 的K=0.5。

①在400℃時(shí), 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=             (填數(shù)值)。

②400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)V(N2)             V(N2)(填:>、<、=、不能確定)。

③500℃、50MPa時(shí),在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x。則Kx的關(guān)系滿足K                   

④在三個(gè)相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線如下圖。下列說(shuō)法正確的是            (填序號(hào))。

A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P2>P1

B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P1>P2

C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2

D.圖Ⅱ可能是同溫同壓下,催化劑性能:1>2

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

((08揭陽(yáng)市一模)(10分)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:

催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa。

回答下列問(wèn)題:

⑴ 合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是        。從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是            

⑵ 500℃、50MPa時(shí),在容積為VL的容器中加入mol N2、3mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x。則Kx的關(guān)系滿足K         。

⑶有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池。請(qǐng)寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式                          

⑷已知H2(g)、 CO(g) 、CH4(g)三種物質(zhì)的燃燒熱分別是-285.8 kJ?mol-1、 -283.0 kJ?mol-1、

-890.3 kJ?mol-1,1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時(shí)放出44.0 kJ熱量。甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。那么該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H      0 (填>、= 或 <)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑,對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國(guó)合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強(qiáng)-30~50MPa;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即產(chǎn)生水煤氣:

C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)   △H = +131.3 kJ ,△S = +133.7 J/K

該反應(yīng)在低溫下能否自發(fā)                     (填:能或否)。

(2)合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是                                 。從平衡移動(dòng)原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實(shí)際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是                                         。

(3)已知在400℃時(shí),N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 的K=0.5。

①在400℃時(shí), 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=             (填數(shù)值)。

②400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)V(N2)             V(N2)(填:>、<、=、不能確定)。

③500℃、50MPa時(shí),在容積為2L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x。則Kx的關(guān)系滿足K                   。

④在三個(gè)相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡,氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線如下圖。下列說(shuō)法正確的是            (填序號(hào))。

A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P2>P1

B.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且P1>P2

C.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2

D.圖Ⅱ可能是同溫同壓下,催化劑性能:1>2

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