题目内容

工业上合成氨属放热反应，除了采用高压和催化剂，还选择500℃左右的温度，其主要原因是此时

[　　]

A．

氨的百分含量最大

B．

氢气的转化率最高

C．

反应速率最大

D．

催化剂的活性最大

答案：D
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．
氢气和氨气都属于无碳清洁能源．
（1）镍氢碱性充电电池被誉为“绿色化学电源”，放、充电时的反应：2NiOOH+H2
充电
放电
2Ni（OH）2．放电时，正极的电极反应式为
NiOOH+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-
NiOOH+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-
，充电时，该电极应与电源的
正
正
（填“正”或“负”）极相连．
（2）氨在空气中燃烧，生成水和氮气．已知：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-572kJ?mol-1
则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程为：
4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；△H=-1531.2kJ?mol-1
4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；△H=-1531.2kJ?mol-1
．
（3）研究表明工业上合成氨反应 （N2+3H2
催化剂
.
高温高压
2NH3） 在25℃、400℃的平衡常数分别为5×105和200．
①合成氨是
放热
放热
反应（填“放热”或“吸热”）．
②合成氨选择400～500℃的原因是：
加快反应速率，催化剂活性最大
加快反应速率，催化剂活性最大
．
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应，下表中为各物质在不同时刻的浓度．
时间/min c（N2）/mol?L-1 c（H2）/mol?L-1 c（NH3）/mol?L-1
0 0.6 1.8 0
5 0.48 X 0.24
10 0.26 0.78 0.68
0～5min，H2的平均反应速率v（H2）=
0.072mol/L．min
0.072mol/L．min
．反应在5分钟时，条件发生了改变，改变的条件可能是
a
a
（填序号）．
a．使用催化剂       b．降低温度       c．增加氢气的浓度        d．分离出NH3
（4）在-50℃时，液氨中存在电离平衡NH3（l）?NH4++NH2-，离子积常数
K=c（NH4+）?c（NH2-）．若一定条件下，平衡时c（NH2-）=1×10-15mol?L-1，
下列说法正确的是：
a．在液氨中加入NaNH2，液氨的离子积常数增大
b．此温度下液氨的离子积常数为1×10-30
c．液氨在-50℃的电离程度比常温下纯水的大．
碳和二氧化碳的反应为吸热反应，设其反应速率为v1；工业上合成氨为放热反应，设其反应速率为v2；对于上述两个反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况是（　　）
A、同时增大B、同时减小C、v1增大，v2减小D、v1减小，v2增大

工业上合成氨属放热反应，除了采用高压和催化剂，还选择500℃左右的温度，其主要原因是此时


  1. A.
    氨的百分含量最大
  2. B.
    氢气的转化率最高
  3. C.
    反应速率最大
  4. D.
    催化剂的活性最大

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