(18分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。工业上以天然气为原料合成氨。其生产工艺如下:造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段

(1)造气阶段的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.1 kJ/mol

①在一密闭容器中进行上述反应,测得 CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图1所示。反应中处于平衡状态的时间为 ;10 min时,改变的外界条件可能是

②如图2所示,在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。在相同温度下发生反应,并维持反应过程中温度不变。则达到平衡时,两容器中CH4的转化率大小关系为:α甲(CH4) α乙(CH4);

(2)转化阶段发生的可逆反应为: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

一定温度下,反应的平衡常数为K=1。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:

CO

H2O

CO2

H2

0.5 mol

8.5 mol

2.0 mol

2.0 mol

此时反应中正、逆反应速率的关系式是 (填序号)。

a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断

(3)合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H=-92.4kJ•mol ?1

①依据温度对合成氨反应的影响,在下图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

②根据勒夏特列原理,简述提高合成氨原料转化率的一种方法

(4)工业合成氨的热化学方程式为

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH=-92.4 kJ·mol-1。

在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10 L。求:

①该条件下的平衡常数为_________;

②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。

 0  148109  148117  148123  148127  148133  148135  148139  148145  148147  148153  148159  148163  148165  148169  148175  148177  148183  148187  148189  148193  148195  148199  148201  148203  148204  148205  148207  148208  148209  148211  148213  148217  148219  148223  148225  148229  148235  148237  148243  148247  148249  148253  148259  148265  148267  148273  148277  148279  148285  148289  148295  148303  203614 

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