题目内容

(4分)在合成氨时,将1体积氮气和3体积氢气混合后通过合成塔中的催化剂,若从塔中导出的混合气体中,氨气的体积分数为12%,求N2和H2的体积分数各为多少?

 

【答案】

因为体积之比是物质的量之比,所以

N2    +     3H2        2NH3

起始量(mol)         1           3              2

转化量(mol)         x           3x             2x

平衡量(mol)      1-x         3-3x            2x

因此平衡时氮气和氢气的体积之比仍然是1︰3

所以氮气的体积分数为(100%-12%)÷=22%

氢气是66%。

【解析】考查可逆反应的应该计算。

 

练习册系列答案
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如图1是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
(1)该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行?
可以
可以

(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=
C(H2)C(CO)
C(H2O)
,它所对应的化学反应为:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);

(3)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+CO2(g)?2CO(g),K1
CO(g)+H2O(g?H2(g)+CO2(g),K2
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),K3
则K1、K2、K3之间的关系是:
K3=K1×K2
K3=K1×K2

(4)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
放热
放热
反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:
75%
75%

(5)从图中看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等.已知NO2和N2O4的结构式分别是.已知N-N键键能为167kJ?mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ?mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ?mol-1.请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
.对反应N2O4(g)?2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示.下列说法正确的是
D
D

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(6)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;

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