题目内容

在合成氨的生产中,将N2和H2按1∶3的体积比通入合成塔.压强为20 MPa.从合成塔排出的气体中氨气的体积分数为20%,反应前后的温度不变,从合成塔出来的气体压强是多少?

答案:
解析:

  答案:从合成塔出来的气体压强是16.7 MPa.

  解析:设平衡时消耗N2x mol

       N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

  起始/mol  1   3         0

  平衡/mol 1-x  3-3x       2x

  ∴=20%  得x=0.33

  反应前:n(1)=1 mol+3 mol=4 mol

  平衡时:n(2)=1 mol-0.33 mol+3 mol-3×0.33 mol+2×0.33 mol=3.34 mol

  当VT一定时:

    p2=16.7 MPa


练习册系列答案
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(2012?海淀区二模)合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示.

(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2

(2)在合成氨生产中,将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来.运用化学平衡的知识分析这样做的是否有利于氨的合成,说明理由:
移走氨气,减小生成物浓度,平衡右移,有利于氨生成
移走氨气,减小生成物浓度,平衡右移,有利于氨生成

(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数.

①若分别用υA(NH3)和υB(NH3) 表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则υA(NH3
υB(NH3)(填“>”、“<”或“=”).
②在相同温度、当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数
不变
不变
.(填“变大”、“变小”或“不变”).
③在250℃、1.0×104kPa下,H2的转化率为
66.7
66.7
%(计算结果保留小数点后1位).
(4)NH3(g) 与CO2(g) 经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:

NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式为
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol

(5)运输氨时,不能使用铜及其合金制造的管道阀门.因为,在潮湿的环境中,金属铜在有NH3存在时能被空气中的O2氧化,生成Cu(NH342+,该反应的离子方程式为
2Cu+8NH3+O2+2H2O═2Cu(NH342++4OH-
2Cu+8NH3+O2+2H2O═2Cu(NH342++4OH-

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