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合成氨工业是重要的化工工业，传统合成氨的方法是N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=92.4kJ．mol-1．影响合成氨工业生产效率的因素主要有温度、压强、催化剂、原料气配比和气体在装置中的流速．
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（1）该反应放热，升高温度对反应转化率不利，但工业生产中通常在420-500℃条件下进行该反应，其理由是
 
．
（2）图1是压强和原料气配比对反应转化率影响研究结果，图中揭示的规律有：
 
；
 
．
（3）图2是反应转化率与温度关系图，阅读图中信息，说明为什么实际生产中气体在装置中的流速是影响转化率的重要因素？
 

（4）2001年希腊科学家利用电解反应合成氨取得成功，实验装置如图3，固体介质能传导H+，则钯电极A是电解池的
 
极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式是
 
．
（5）有研究表明在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：2N2+6H2O?4NH3+3O2，
若N2（g）+3H2O（1）=2NH3（g）+
32
O2（g）△H=+765.2kJ?mol-1
则反应2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）的△H=
 
kJ?mol-1．
分析：（1）温度越高，反应速率越快，到达平衡所需时间越短；
（2）根据曲线变化趋势及纵横坐标的含义来分析解答；
（3）气体流速影响反应物的停留时间，从而影响转化率；
（4）电解池中阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应；
（5）根据盖斯定律计算．
解答：解：（1）该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，但温度越高反应速率越快，到达平衡所需时间越短，缩短生产周期，故答案为：提高反应速率，缩短生产周期；
（2）根据图表知，压强移动，氨气的转化率越大，根据配料气配比比知，其值约等于3时其转化率最高，
故答案为：压强越大，转化率越高；原料气配比约等于3时转化率最高；
（3）实际生产为连续生产，合成塔内反应体系未达到平衡即排出塔外时，气体流速影响反应物的反应时间，从而影响反应转化率，
故答案为：实际生产为连续生产，合成塔内反应体系未达平衡即排出塔外，气体流速影响反应物在反应塔内停留时间，从而影响反应转化率；
（4）根据图知，阴极上氮气得电子和氢离子反应生成氨气，所以钯电极为阴极，其电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3，
故答案为：阴；N2+6e-+6H+=2NH3；
（5）N2（g）+3H2O（1）=2NH3（g）+
3
2
O2（g）△H=+765.2kJ?mol-1，则2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）的△H=（+765.2kJ?mol-1）×2=+1530.0kJ．mol-1，
故答案为：+1530.0．
点评：本题考查了化学反应平衡的有关知识，涉及盖斯定律、电极反应式的书写、图象分析等知识点，图象分析中注意纵横坐标、曲线变化趋势等知识点，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图1所示．

（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，粗制后可得饱和NaCl溶液，精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性．请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式：
Ba2++CO32-=BaCO3↓；Ca2++CO32-=CaCO3↓；
Ba2++CO32-=BaCO3↓；Ca2++CO32-=CaCO3↓；
．
（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4、Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4的顺序制备？
否
否
（填“能”或“否”），原因是
如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯
如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯
．
（3）氯化钠是重要的氯碱工业化工的原料．电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽．离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是
B
B
．
A．Cl-      B．Na+       C．OH-        D．Cl2
（4）饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为
氧化反应，2Cl--2e-=Cl2↑
氧化反应，2Cl--2e-=Cl2↑
，与电源负极线连的电极附近溶液pH
变大
变大
（变大、不变、变小）．
（5）氯化钠的可用于生产纯碱，我国化学家侯德榜改革国外生产工艺，生产流程简要表示如图2：

①上述生产纯碱的方法称
联合制碱法
联合制碱法
，副产品的一种用途为
做化肥
做化肥
．
写出上述流程中X物质的分子式
CO2
CO2
．使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了
Ⅰ
Ⅰ
（填上述流程中的编号）的循环．从沉淀池中取出沉淀的操作是
过滤
过滤
．
②合成氨原料气中氮气制备的方法之一为
液态空气依据沸点分离
液态空气依据沸点分离
，另一原料气氢气的制取化学方程式为
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2，CO+H2O
 高温 
.
 
CO2+H2
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2，CO+H2O
 高温 
.
 
CO2+H2
．
③沉淀池中发生的化学反应方程式是
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
．要实现该反应，你认为应该如何操作：
向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体
向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体
；
④为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加
用硝酸酸化的硝酸银，观察产生白色沉淀
用硝酸酸化的硝酸银，观察产生白色沉淀
．

氢气是工业上重要的原料。

（1）氢气用于工业合成氨  N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol-1。

一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t4  ﹑t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是

t4           t5            t7       。

②温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50﹪，此时放出热量46.1 kJ。则该温度下反应的平衡常数为             。         

（2）工业上大量的氢气来源于焦炭与水蒸气高温下的反应：

C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)   △H = +131.3 kJ/mol

①该反应在低温下不能自发进行的原因是                                   。

    ②恒温，在容积可变的密闭容器中，进行如上可逆反应。一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有：Ⅰ混合气体的密度；Ⅱ容器内气体的压强；Ⅲ混合气体的总物质的量； ⅣCO物质的量浓度          （      ）

     A．只有Ⅳ              B．只有Ⅰ和Ⅳ           C．只有Ⅱ和Ⅲ    

D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ          E．都可以

（3）在容积相同的两密闭容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入amol及bmol碘化氢（a＞b）待反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)  达到平衡后，平衡时I2的浓度c(I2)A        c(I2)B   ；平衡时HI的分解率αA       αB  ；平衡时H2在混合气体中的体积分数A       B （填写“＞”“＜”“＝”）

（9分）氢气是工业上重要的原料。

（1）氢气用于工业合成氨  N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol-1。

①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t2  ﹑t4  ﹑t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是

t2           t4         t5         t7      。

②温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50﹪，此时放出热量46.1 kJ。则该温度下反应的平衡常数为            。

（2）在容积相同的两密闭容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入1mol及2mol碘化氢待反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)  达到平衡后，平衡时I2的浓度c(I2)A       c(I2)B   ；平衡时HI的分解率αA      αB  ；平衡时H2在混合气体中的体积分数A      B （填写“＞”“＜”“＝”）

 

氢气是工业上重要的原料。
（1）氢气用于工业合成氨  N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)；ΔH =" -92.2" kJ·mol-1。
①       一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t4 ﹑t5﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t4          t5           t7      。

②温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50﹪，此时放出热量46.1 kJ。则该温度下反应的平衡常数为            。         
（2）工业上大量的氢气来源于焦炭与水蒸气高温下的反应：
C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)   △H =" +131.3" kJ/mol
①该反应在低温下不能自发进行的原因是                                  。
②恒温，在容积可变的密闭容器中，进行如上可逆反应。一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有：Ⅰ混合气体的密度；Ⅱ容器内气体的压强；Ⅲ混合气体的总物质的量； ⅣCO物质的量浓度         （     ）
A．只有Ⅳ             B．只有Ⅰ和Ⅳ          C．只有Ⅱ和Ⅲ    
D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ         E．都可以
（3）在容积相同的两密闭容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入amol及bmol碘化氢（a＞b）待反应：2HI(g)H2(g)+I2(g) 达到平衡后，平衡时I2的浓度c(I2)A       c(I2)B  ；平衡时HI的分解率αA      αB ；平衡时H2在混合气体中的体积分数A      B （填写“＞”“＜”“＝”）

（9分）氢气是工业上重要的原料。
（1）氢气用于工业合成氨  N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)；ΔH =" -92.2" kJ·mol-1。
①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t2 ﹑t4 ﹑t5﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t2           t4        t5         t7      。

②温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50﹪，此时放出热量46.1 kJ。则该温度下反应的平衡常数为            。
（2）在容积相同的两密闭容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入1mol及2mol碘化氢待反应：2HI(g)H2(g)+I2(g) 达到平衡后，平衡时I2的浓度c(I2)A       c(I2)B  ；平衡时HI的分解率αA      αB ；平衡时H2在混合气体中的体积分数A      B （填写“＞”“＜”“＝”）

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