Question

已知：①N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H＜0，

②2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H＜0．請回答下列問題：

（1）從影響化學反應速率和化學平衡的因素分析，要有利于NH₃和SO₃的生成，理論上應采取的措施是適當溫度、高壓、催化劑．實際生產(chǎn)中采取的措施，合成氨是　　，合成SO₃是　　．

（2）在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)中，要分離出氨，目的是　　；而合成SO₃的過程中，則不需要分離出SO₃，原因是　　．

（3）將0.050mol SO₂（g）和0.030mol O₂（g）放入容積為1L的密閉容器中，反應②在一定條件下達到平衡，測得c（SO₃）=0.040mol•L^﹣1．計算該條件下反應②的平衡常數(shù)K=　　．

　

Answer 1

考點：

用化學平衡常數(shù)進行計算；合成氨條件的選擇．

分析：

（1）實際生產(chǎn)中合成氨采取的措施是20Mpa～50Mpa、500℃的高溫、鐵觸媒作催化劑；

實際生產(chǎn)中合成SO₃采取的措施是常壓、400℃～500℃的高溫、V₂O₅作催化劑；

（2）將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，減少生成物濃度，平衡正向進行，提高原料的轉化率；

合成SO₃的過程中，由于二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，分離出SO₃對二氧化硫的轉化率基本無影響；

（3）依據(jù)化學平衡三段式求出各物質的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積進行計算．

解答：

解：（1）實際生產(chǎn)中合成氨采取的措施是20Mpa～50Mpa、500℃的高溫、鐵觸媒作催化劑；

實際生產(chǎn)中合成SO₃采取的措施是常壓、400℃～500℃的高溫、V₂O₅作催化劑；

故答案為：20Mpa～50Mpa、500℃的高溫、鐵觸媒作催化劑；常壓、400℃～500℃的高溫、V₂O₅作催化劑；

（2）將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，減少生成物濃度，平衡正向進行，提高原料的轉化率；

合成SO₃的過程中，由于二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，分離出SO₃對二氧化硫的轉化率基本無影響，故合成SO₃的過程中，則不需要分離出SO₃，

故答案為：減少生成物濃度，平衡正向進行，提高原料的轉化率；二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，分離出SO₃對二氧化硫的轉化率基本無影響；

（3）將0.050molSO₂（g）和0.030molO₂（g）放入容積為1L的密閉容器中，反應：2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g） 在一定條件下達到平衡，測得c（SO₃）=0.040mol•L^﹣1，則

                2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）

起始量（mol/L） 0.05      0.03      0

變化量（mol/L） 0.04      0.02      0.04

 平衡量（mol/L）0.01      0.01      0.04

平衡常數(shù)===1.6×10³；

故答案為：1.6×10³．

點評：

本題考查工業(yè)合成氨和合成SO₃的相關知識，以及平衡常數(shù)的相關計算，難度中等．要注意基礎知識的積累與比較．