(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)正 V(N2)逆(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K和x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:閱讀理解
4xV2 |
27n2(1-x)4 |
4xV2 |
27n2(1-x)4 |
物 質(zhì) | 燃燒熱(kJ?mol-1) |
H2(g) | -285.8 |
CO(g) | -283.0 |
CH4(g) | -890.3 |
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4xV2 |
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27n2(1-x)4 |
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H2(g) | -285.8 |
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