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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按1：4的物质的量之比充入N2、H2进行氨的合成，图A为T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（P）的关系图．

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①写出工业上合成氨的化学方程式______．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H2的转化率=______．
③图B中T=500°C，温度为4500C对应的曲线是______（选填字母“a“或“b”），选择的理由是______
④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是______（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH4（g）+H2O
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CO（g）+3H2（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表
时间/min CH4（mol） H20（ mol） CO （mol） H2 （mol）
0 0.40 1.00 0 0
5 X1 X2 X3 0.60
7 Y1 Y2 0.20 Y3
10 0.21 0.81 0.19 0.62
①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态______（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH4）=______．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是______（填字母）．
a?减少CH4      b?降低温度c?增大压强d?充入H2
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O．______mol CO、______mol H2，达到平衡时CH4的体积百分含量与第一次投料相同．
（1）①工业上利用氮气和氢气来合成氨，原理方程式为：N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3，故答案为：N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3；
②设N2的转化率为x，则N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
初始物质的量：1    4            0
变化的物质的量：x     3x          2x 
平衡时的物质的量：1-x   4-3x         2x
氨气的体积分数为15.00%时，则
2x
2x+1-x+4-3x
=15%
解得x=0.33（mol），所以氢气的转化率=
0.33×3
4
×100%≈24.45%，故答案为：24.45%；
③对于反应N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3，当温度降低时，化学平衡向放热反应方向移动，所以氨气的体积分数增大，对应的曲线是b，
故答案为：b；合成氨的正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，其他条件不变，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动；
④增大压强可提高原料的利用率，但是设备的耐压程度是有限的，从生产实际考虑增大压强可以研制耐压设备或增大压强的动力、材料的强度等，
故答案为：研制耐压设备（或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案）；
（2）①根据一氧化碳和氢气的物质的量的变化情况可以判断，5?7min之间反应是处于平衡状态，前5min平均反应速率v（CH4）=
△c
△t
=
0.4mol-0.2mol
2L
5min
=0.02mol?min-1，
故答案为：是；0.02mol?min-1；
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少，加入氢气能让平衡逆向移动，减少一氧化碳的浓度，故答案为：d；
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15molCH4、0.45molH2O，再充入0.05molCO、0.15molH2相当于是0.05mol的甲烷和0.05mol的水，即充入甲烷是0.2mol，水是0.5mol，和初始投料0.4mol的甲烷和1.0mol的水是等效的，达到平衡时CH4的体积百分含量相同，故答案为：0.05；0.15．
练习册系列答案
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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按1：4的物质的量之比充入N2、H2进行氨的合成，图A为T0C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（P）的关系图．

①写出工业上合成氨的化学方程式
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3
．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H2的转化率=
24.45%
24.45%
．
③图B中T=500°C，温度为4500C对应的曲线是
b
b
（选填字母“a“或“b”），选择的理由是
合成氨的正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，其他条件不变，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动
合成氨的正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，其他条件不变，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动

④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是
研制耐压设备（或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案）
研制耐压设备（或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案）
（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH4（g）+H2OCO（g）+3H2（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表
时间/min CH4（mol） H20（ mol） CO （mol） H2 （mol）
0 0.40 1.00 0 0
5 X1 X2 X3 0.60
7 Y1 Y2 0.20 Y3
10 0.21 0.81 0.19 0.62
①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态
是
是
（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH4）=
0.02mol?min-1
0.02mol?min-1
．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是
d
d
（填字母）．
a?减少CH4      b?降低温度c?增大压强d?充入H2
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH4.0.45mol H2O．
0.05
0.05
mol CO、
0.15
0.15
mol H2，达到平衡时CH4的体积百分含量与第一次投料相同．
合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按物质的量之比l：4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系图．

①图A中氨气的体积分数为15%时，H2的转化率为
24.46%
24.46%
．
②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是
a
a
（填“a”或“b”）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞0，一定温度下，在体积为2L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如表：
时间/min CH4（mol） H2O（mol） CO（mol） H2（mol）
0 0.40 1.00 0 0
5 x1 0.80 x2 0.60
7 0.20 y1 0.20 y2
10 0.21 0.81 0.19 0.64
①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？
是
是
（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH4）=
0.02mol?L-1?min-1
0.02mol?L-1?min-1
．
②该温度下，上述反应的平衡常数K=
0.0675
0.0675
．
③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是
d
d
（填字母）．
a．减少CH4的物质的量        b．降低温度          c．升高温度             d．充入H2
④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在图C所示坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线．
（2010?宝鸡三模）合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义，寻找方便廉价的合成氨方法自然成为化学科技工作者的研究方向．
请回答下列有关合成氨反应的有关问题：
（1）在一定温度和催化剂下，将3.2mol H2和1.2molN2混合于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，在2min末时反应恰好达平衡，此时生成了0.8mol NH3．则在2min内以H2表示的反应速率为
0.3mol/（L?min）
0.3mol/（L?min）
；N2此时的转化率为
33.3%
33.3%
，该条件下的平衡常数为
0.4mol-2?L2
0.4mol-2?L2
．
（2）在（1）中平衡时，若要想通过改变反应条件使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变，可改变的反应条件为
增大压强（或增大反应物的浓度，或将氨气从混合体系中分离出去）
增大压强（或增大反应物的浓度，或将氨气从混合体系中分离出去）
（任填一种）．
（3）若已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）；△H=180.5kJ/mol
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）；△H=一905kJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=-483.6kJ/mol
请写出合成氨反应的热化学方程式
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
．
（4）Marnellos和Stoukides发明了电化学制备氨气的方法，该方法用SCY陶瓷将负极和正极隔开，SCY陶瓷具有高质子导电性，其作用是传递H+，这种方法实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨．已知负极的电极反应为H2一2e-═2H+，则正极发生的电极反应为
N2+6H++6e-═2NH3
N2+6H++6e-═2NH3
．

(14分)合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。
(1)向合成塔中按物质的量之比l：4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。
①图A中氨气的体积分数为15％时，H2的转化率为           。
②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是           (填“a”或“b”)。
(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H>0，一定温度下，在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表：

①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态?                    (填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)=               。
②该温度下，上述反应的平衡常数K=            。
③反应在7~10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是           (填字母)。
a．减少CH4的物质的量        b．降低温度          c．升高温度            d．充入H2
④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在下列坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线。
a

(14分)合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。

(1)向合成塔中按物质的量之比l：4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。

①图A中氨气的体积分数为15％时，H2的转化率为            。

②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是            (填“a”或“b”)。

(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H>0，一定温度下，在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表：

①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态?                    (填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)=                。

②该温度下，上述反应的平衡常数K=             。

③反应在7~10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是            (填字母)。

 a．减少CH4的物质的量        b．降低温度          c．升高温度             d．充入H2

④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在下列坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线。

a

 

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