题目内容
(8分)氨在国民经济中占有重要地位。
(1)已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH < 0;在某密闭容器中充入合成氨的原料气(N2、H2),一定时间后达到平衡。为提高氨合成反应速率,同时使平衡向氨合成方向移动。下列措施可行的是 (填写编号)
① 升高温度; ② 缩小容器体积(加压); ③ 选择高效催化剂; ④ 在恒容条件下,再充入合成氨的原料气(N2、H2); ⑤在恒容条件下,再充入原平衡的混合气;⑥在恒容条件下,分离出氨气。
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3 (g)+ CO2 (g)
CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
ΔH(填“>”、“<”或“=”) 0。
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
,下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α%)的关系。α随着x增大而增大的原因是 。
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③上图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
(1)② ④ ⑤ (2) ① < ② n(NH3)增大,平衡正向移动,则CO2的转化率增大 ③ 32%
【解析】
试题分析:(1)ΔH < 0,升高温度平衡左移;加压速率加快,平衡正向移动;选择高效催化剂不能使平衡移动;在恒容条件下,再充入合成氨的原料气(N2、H2),反应速率增大,同时平衡向氨合成方向移动;在恒容条件下,再充入原平衡的混合气,相当于加压,反应速率增大,同时平衡向氨合成方向移动;在恒容条件下,分离出氨气,平衡正向移动,由于浓度减小,反应速率减小;
(2)①根据表中数据,升高温度,平衡常数减小,所以ΔH<0;②氨碳比(x)增大,相当于增大氨气的浓度,平衡正向移动,使CO2的转化率增大;设开始时CO2的浓度为a,则NH3的起始浓度为4a,CO2平衡转化率为64%,CO2反应的量为0.64a,NH3反应的量为1.28a,所以NH3的平衡转化率1.28a÷4a×100%=32%
考点:本题考查平衡常数、平衡移动原理。