摘要: 在实验室进行工业合成氨的模拟实验: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 当反应达到平衡后.分离出氨.并补充氮气.氢气物质的量之比与起始时相同的原料气.以实现连续生产.各组分物质的量和时间的关系如下图所示. (1)起始时刻氮气与氢气的物质的量之比n(N2)∶n(H2)= .反应开始至15 min时第一次达到平衡.容器体积为1 L.这段时间内.以NH3的浓度变化表示的平均反应速率是 . (2)写出代表H2的曲线在下列时刻的坐标并在图上画出t1-t2间的曲线: t1补充原料气之后:,t2处于平衡状态时:. (3)第一次达平衡时H2的转化率是 . 以t1补充原料气之后为起始状态.第二次达到平衡时H2的转化率是 . 以这样的氮气和氢气的物质的量之比补充原料气.试计算经济上是否合算? 解析:(1)观察图像的起点.氮气为1.00 mol.氢气为3.30 mol.其比值为:1∶3.3,纵坐标每小格为0.20 mol.则v(NH3)=0.20 mol/=0.013 3 mol/. (2)第一次平衡时.氮气的物质的量为0.90 mol.在t1时.加入氮气应为0.10 mol.再根据“补充氮气.氢气物质的量之比与起始时相同的原料气 .可求出应加入的氢气的物质的量为:0.10 mol×3.3=0.33 mol.而第一次平衡时.氢气为3.00 mol.故t1补充原料气之后的坐标为,第二次平衡时.生成氨气仍为0.20 mol.消耗的氢气为0.30 mol.氮气为0.10 mol.故平衡气体中.氢气的物质的量为 mol.t2处于平衡状态时的坐标为. (3)第一次平衡时氢气的转化率为:×100%=9.09%, 第二次平衡时氢气的转化率为:×100%=9.01%,第二次的转化率低.不合算. 答案:(1)1∶3.3 0.013 3 mol/ (3)9.09% 9.01% 不合算

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