题目内容


合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:

N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)  △H= -92.4 kJ/mol   据此回答以下问题:

(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是        (填序号)。

①反应压强为20Mpa~50Mpa      ②500℃的高温    ③铁触媒作催化剂 

 ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。

(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2     T1(填>、=、<),

判断的依据是:                      。(3分)

(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。

涉及反应信息如下:

反应一:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)   平衡常数K1

反应二:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)  平衡常数K2

① K1的表达式:K1=                    。(3分)

②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:

实验组别

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

1

2

0.8

1.2

5

2

900

0.5

1

0.2

0.8

3

3

T

a

b

c

d

t

(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为                  。

(Ⅱ)在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为           (填序号) (3分)

A.其它条件不变温度T<900℃          B.其它条件不变温度T>900℃

C.充入一定量氖气                    D.使用高效催化剂

(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2        (填“增大”、“减小”或“不变”)。


(1)②③  (2分)

(2)T2<T1 (2分)    合成氨反应是放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,NH3的体积分数下降,所以T2<T1     (3分)

(3)①;(3分)  ②(Ⅰ)0.16 mol·L-1·min-1  ; (2分) 

       (Ⅱ)D ; (3分)  (Ⅲ)减小(2分)


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