氨是一种重要的化工原料,氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为1∶3)。

压强(Mpa)
氨的平
衡含量(%)
温度(℃)
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.2
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
回答下列有关问题:
(1)利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(2)根据表中数据,在200℃和100MPa时,平衡体系中NH3的物质的量分数最高,而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。
(3)一定条件下,对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后,其他条件不变时,若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后,与原平衡相比,请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”):
 
反应速率
平衡常数K
氨的体积分数
变化情况
 
 
 
(4)将1molH2和1molN2通入一体积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,反应达到平衡,测得NH3的物质的量为0.3mol,此时若移走0.5molH2和0.5molN2,则反应达到新的平衡时,NH3的物质的量为_____________(选填答案编号)。
A.0.3molB.0.15molC.小于0.15molD.大于0.15mol,小于0.3mol

由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。
Ⅰ.目前工业上可以用CO2来生产CH3CH2OH。反应为:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g),在一定压强下,该反应的一些实验数据如下表:

根据表中数据分析:
(1)该反应的正反应是_________(选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)提高氢碳比n(H2)/n(CO2),对生成乙醇 _______(选填“不利”、“有利”或“无影响”)。
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,下列措施中能使c(CH3CH2OH)增大的是_______(填字母,下同)。
A.升高温度                             B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来             D.再充入1molCO2和3molH2
Ⅱ.工业上还采取以CO和H为原料合成乙醇,其化学反应方程式为:
2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)
(4)请写出该反应的化学平衡常数表达式K= ___________。
(5)一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.c(CO)=c(H2)                  B.v(CO)=v(H2O)
C.容器中的压强不变            D.消耗2molCO的同时生成1molCH3CH2OH
(6)在相同条件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。则由CO制取CH3CH2OH的优点是______________________,由CO2制取CH3CH2OH的优点是____________。(写出一点即可)

(12分)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。
回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是                          。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是                      
(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入mol N2、3mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则Kx的关系满足K         
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部
分物质的燃烧热数据如下表:

物 质
燃烧热(kJ·mol1
H2(g)
-285.8
CO(g)
-283.0
CH4(g)
-890.3
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O(g)在高温下反应的热化学方程式                                            
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式               

 0  59359  59367  59373  59377  59383  59385  59389  59395  59397  59403  59409  59413  59415  59419  59425  59427  59433  59437  59439  59443  59445  59449  59451  59453  59454  59455  59457  59458  59459  59461  59463  59467  59469  59473  59475  59479  59485  59487  59493  59497  59499  59503  59509  59515  59517  59523  59527  59529  59535  59539  59545  59553  203614 

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